velikost textu

Biologické účinky a metabolismus cytokininů typu cis-zeatinu v rostlinách

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:
Biologické účinky a metabolismus cytokininů typu cis-zeatinu v rostlinách
Název v angličtině:
Biological effects and metabolism of cis-zeatin-type cytokinins in plants
Typ:
Disertační práce
Autor:
Mgr. Silvia Gajdošová, Ph.D.
Školitel:
Ing. Václav Motyka, CSc.
Oponenti:
prof. RNDr. Břetislav Brzobohatý, CSc.
Mgr. Karel Doležal, Dr.
Id práce:
83073
Fakulta:
Přírodovědecká fakulta (PřF)
Pracoviště:
Katedra experimentální biologie rostlin (31-130)
Program studia:
Anatomie a fyziologie rostlin (P1524)
Obor studia:
-
Přidělovaný titul:
Ph.D.
Datum obhajoby:
20. 9. 2011
Výsledek obhajoby:
Prospěl/a
Jazyk práce:
Angličtina
Abstrakt:
Súhrn Cytokiníny (CKs) sú rastlinné hormóny, ktoré ovplyvňujú celý rad vývojových procesov. Najdôležitejšou skupinou izoprenoidných CK predstavuje zeatín a jeho deriváty, ktoré sa vyskytujú v dvoch, cis a trans, pozičných izoméroch. Zistilo sa, že zatiaľ čo trans-zeatín (transZ) je biologicky vysoko aktívna látka, cis-zeatín (cisZ) bol odjakživa považovaný za neaktívny alebo málo aktívny v porovnaní s jeho trans náprotivkom a že má vo fyziológii rastlín len zanedbateľnú úlohu. Výskyt CKs cisZ typu bol popísaný u veľkého počtu rastlinných druhov, a ich vysoké hladiny boli detegované najmä u zástupcov triedy Poaceae. Všetky testované deriváty cisZ, prekvapivo vrátane zeatín-N9-glukozidu, účinne spomaľovali degradáciu chlorofylu v tme v listových segmentoch ovsa a pšenice. Okrem toho, cisZs účinne indukovali bunkové delenie u kalusu CK-dependentného tabaku. Najvýraznejšiu aktivitu spomedzi derivátov cisZ v oboch typoch CK biotestov vykazoval cisZ ribozid (cisZR). Metabolizmus izomérov zeatínu sa líši v krátkodobých aj dlhodobých experimentoch, čo bolo podporené aj rôznymi afinitami CK degradačného enzýmu, CK oxidázy / dehydrogenázy (CKX) k jednotlivým cis a trans izomérom. Rast primárneho koreňa klíčencov Arabidopsis v prítomnosti auxínu (NAA) bola inhibovaná cisZR pravdepodobne rovnakým alebo podobným spôsobom ako v prípade transZR, prostredníctvom obmedzenia auxínovej odpovede. Na druhej strane, aplikácia cisZR viedla k zníženiu akumulácie chlorofylu u Arabidopsis v prítomnosti auxínov podľa všetkého etylén-závislou cestou avšak odlišnou od transZR. Fenotypová analýza mutantov v biosyntéze cisZ, chýbajú im tRNA izopentenyltransferázy (AtIPT2 a AtIPT9), odhalila chlorotické zmeny, spomalenie rastu, zmeny tvaru listu a semien u atipt2 9 dvojitého mutanta. Avšak, na základe získaných údajov tieto zmeny by mohli byť spôsobené skôr postihnutou transláciou bielkovín, pretože chýba prenylovaná tRNA, a výrazným znížením hladiny izopentenyladenínových derivátov než nedostatkom cisZ. S ohľadom na posledné publikované poznatky o obsahu cisZ v pletivách vykazujúcich obmedzenie rastu a v učitých podmienkach stresu, ako aj s ohľadom na údaje uvedené v tejto práci predpokladáme, že by cisZ mohol fungovať v rastlinách za podmienok, ktoré obmedzujú rast, aby sa zachovala minimálna CK odpoveď nevyhnutná pre ich optimálne prežitie.
Abstract v angličtině:
Summary Cytokinins (CKs) are plant hormones that affect a wide range of developmental processes. The most important group of isoprenoid CKs represent zeatin and its derivatives occurring in two, cis and trans, positional isomers. Whereas trans-zeatin (transZ) was found to be a highly bioactive substance, cis-zeatin (cisZ) has been viewed for years as inactive or weakly active adjunct to its corresponding trans counterpart playing only an insignificant physiological role in plants. The occurrence of cisZ-type CKs was found in a great number of plant species with especially high levels identified in species of family Poaceae. All tested derivatives of cisZ, surprisingly including also zeatin-N9-glucoside, delayed dark-induced chlorophyll degradation in oat and wheat leaf segments. Additionally, cisZs effectively induced cell division in CK-dependent tobacco callus. The most pronounced activity was exhibited by cisZ riboside (cisZR) in the two types of CK bioassays. Metabolism of both zeatin isomers differed in short-term as well as in long-term experiments, which was supported also by various affinity of CK degrading enzyme, CK oxidase/dehydrogenase (CKX), to individual cis and trans isomers. Primary root enlargement of Arabidopsis seedlings was inhibited by cisZR in the same or similar way as by transZR, presumably via restriction of auxin (NAA) response. On the other hand, cisZR might have impaired chlorophyll accumulation in Arabidopsis in the presence of auxin by an ethylene-dependent route different from transZR. Phenotypic analysis of mutants in cisZ biosynthesis, lacking tRNA-isopentenyltransferases (AtIPT2 and AtIPT9) showed chlorotic changes, growth retardation and alterations in leaf and seed shape in atipt2 9 double mutant. However, according to the obtained data these defects might be caused predominantly by defective protein translation because of lacking tRNA prenylation and significant decrease of isopentenyladenine derivatives rather than by cisZ deficiency. With respect to the latest knowledge of cisZ accumulation in tissues exhibiting restricted growth and under stress conditions as well as considering the data presented here it is hypothesized that cisZ may function in plants under growth limiting conditions to preserve a minimal CK response necessary for their survival.
Dokumenty
Stáhnout Dokument Autor Typ Velikost
Stáhnout Text práce Mgr. Silvia Gajdošová, Ph.D. 7.66 MB
Stáhnout Abstrakt v českém jazyce Mgr. Silvia Gajdošová, Ph.D. 48 kB
Stáhnout Abstrakt anglicky Mgr. Silvia Gajdošová, Ph.D. 46 kB
Stáhnout Posudek oponenta prof. RNDr. Břetislav Brzobohatý, CSc. 360 kB
Stáhnout Posudek oponenta Mgr. Karel Doležal, Dr. 98 kB
Stáhnout Záznam o průběhu obhajoby 1.64 MB