velikost textu

Regulation of morphogenic processes in potato - the role of sugar metabolism

Upozornění: Informace získané z popisných dat či souborů uložených v Repozitáři závěrečných prací nemohou být použity k výdělečným účelům nebo vydávány za studijní, vědeckou nebo jinou tvůrčí činnost jiné osoby než autora.
Název:
Regulation of morphogenic processes in potato - the role of sugar metabolism
Název v češtině:
Regulace morfogenních procesů u brambor - role sacharidového metabolismu
Typ:
Rigorózní práce
Autor:
Mgr. Hana Ševčíková
Id práce:
207662
Fakulta:
Přírodovědecká fakulta (PřF)
Pracoviště:
Katedra experimentální biologie rostlin (31-130)
Program studia:
Biologie (N1501)
Obor studia:
Experimentální biologie rostlin (NEBR)
Přidělovaný titul:
RNDr.
Datum obhajoby:
30. 10. 2018
Výsledek obhajoby:
Prospěl/a
Jazyk práce:
Angličtina
Abstrakt:
Abstrakt (in Czech) Tuberizace bramboru (Solanum tuberosum) je komplexní morfogenní proces, ovlivňovaný jak vnitřními faktory, tak podmínkami vnějšího prostředí. Vzhledem k tomu, že brambor je jednou z nejdůležitějších plodin na světě, pochopení regulace tohoto procesu získává význam nejen z teoretického, ale i z praktického hlediska. Tato práce se soustředí na roli sacharidů, které jsou nejen důležitým zdrojem energie a stavebním materiálem, ale zároveň slouží i jako signální molekuly regulující vývojové procesy včetně tuberizace. Hlavním používaným experimentálním materiálem byly rostliny bramboru odrůdy Lada (WT) a její spontánně tuberizující mutant (ST). Protože předchozí výsledky naznačovaly, že ST rostliny mají pozměněné rozdělování cukrů mezi jednotlivé části rostliny a také signifikantně vyšší celkový obsah sacharidů než WT (Fischer et al. 2008), cílem prvního předkládaného manuskriptu bylo detailně prozkoumat cukerný metabolismus ST rostlin rostoucích in vitro za mixotrofních (MT) a fotoautotrofních (PA) podmínek. Byly pozorovány změny v alokaci rozpustných sacharidů a v depozici škrobu, s převahou ukládání do bazálních částí stonku u ST rostlin. Přestože jsou gibereliny (GAs) považovány za jedny z hlavních inhibitorů tuberizace, ST rostliny měly hladiny GAs překvapivě vysoké. Studium exprese genů zodpovědných za iniciaci tvorby hlíz odhalilo zvýšené hladiny StSP6A (bramborový homolog FT) v listech ST rostlin. Druhý manuskript je srovnáním fyziologických reakcí čtyř rostlinných druhů (bramboru, tabáku, řepky olejky a jahodníku) kultivovaných in vitro za MT a PA podmínek. Studie odhalila signifikantní rozdíly v sacharidovém metabolismu studovaných rostlin mezi oběma typy kultivace a co je nejzajímavější, významně druhově specifickou reakci na MT kultivaci. Kompletně odlišné zacházení se zdroji, pravděpodobně odráží různé strategie, kterými se jednotlivé druhy vyrovnávají s nadbytkem asimilátů. Ve třetím manuskriptu jsme zkoumali ST kořenové kultury, které i po oddělení od zbytku rostliny stále vykazují podobné změny ve fenotypu a sacharidovém metabolismu jako kořeny celistvých rostlin. Hlavním cílem předkládané práce je přispět k porozumění role sacharidového metabolismu v síti regulačních vztahů řídících rostlinou morfogenezi. Klíčová slova: brambor, fotoautotrofní kultivace, kultivace in vitro, metabolismus sacharidů, tuberizace
Abstract v angličtině:
Abstract Potato (Solanum tuberosum) tuberization is a complex, strictly regulated morphogenic process. Since potato is one of the most important crops in the world, understanding the regulation of this process is gaining in importance not only from a theoretical but also from a practical point of view. This work focuses on the role of sugars, which can serve not only as an energy and building material sources, but also as an important signal regulating many developmental processes including the tuberization. As a primary experimental material potato cv. Lada (WT) and its spontaneously tuberizing (ST) mutant was used. Since the previous results with ST plants suggested altered carbohydrate partitioning between plant organs and significant difference in total carbohydrate contents between ST plants and the WT (Fischer et al. 2008), in the first manuscript presented, the aim was to examine in detail the sugar metabolism of ST plants grown in vitro mixotrophically (MT) and photoautotrophically (PA). We observed changes in soluble carbohydrate allocation and starch deposition, favouring basal stem part in ST. Even thought, gibberellins (GAs) are considered to be the main tuberization inhibitors, ST potato plants had surprisingly high GAs levels. The determination of tuber-inducing marker gene expressions revealed increased levels of StSP6A (potato FT homologue) in ST leaves. The second manuscript presented is focusing on a comparison of physiological reactions of four plant species (potato, tobacco, rapeseed and strawberry) under MT and PA cultivation in vitro. We found significant differences in plant carbohydrate metabolism between MT and PA cultivation systems. Moreover, each plant species under study had its own specific reaction to MT cultivation, completely altering the way of using its resources, probably due to the different strategies each plant uses to deal with the high amount of assimilates. In the third manuscript presented we investigated ST potato root cultures, which eventhough separated from the rest of the plant body showed similar changes in the phenotype and sugar metabolism as the whole ST plant. The main aim of the thesis is to contribute to the understanding of the role of the carbohydrate metabolism in the network of regulatory relationships governing the plant morphogenic processes. Key words: carbohydrate metabolism, cultivation in vitro, photoautotrophic cultivation, potato, tuberization
Dokumenty
Stáhnout Dokument Autor Typ Velikost
Stáhnout Text práce Mgr. Hana Ševčíková 11.62 MB
Stáhnout Abstrakt v českém jazyce Mgr. Hana Ševčíková 267 kB
Stáhnout Abstrakt anglicky Mgr. Hana Ševčíková 256 kB
Stáhnout Záznam o průběhu obhajoby prof. RNDr. Jana Albrechtová, Ph.D. 151 kB