velikost textu

Use of the modern separation techniques for the analysis of insect pheromones

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:
Use of the modern separation techniques for the analysis of insect pheromones
Název v češtině:
Využití moderních separačních technik pro analýzu hmyzích feromonů
Typ:
Disertační práce
Autor:
Mgr. Petr Žáček, Ph.D.
Školitel:
doc. RNDr. Ivan Jelínek, CSc.
Oponenti:
prof. RNDr. Věra Pacáková, CSc.
doc. RNDr. Josef Cvačka, Ph.D.
Konzultant:
doc. RNDr. Irena Valterová, CSc.
Id práce:
92201
Fakulta:
Přírodovědecká fakulta (PřF)
Pracoviště:
Katedra analytické chemie (31-230)
Program studia:
Analytická chemie (P1403)
Obor studia:
-
Přidělovaný titul:
Ph.D.
Datum obhajoby:
11. 4. 2014
Výsledek obhajoby:
Prospěl/a
Jazyk práce:
Angličtina
Abstrakt:
Abstrakt (ČJ) Komunikace zprostředkovaná chemickými sloučeninami (semiochemikáliemi) je hlavní způsob dorozumívání se u hmyzu, zvláště pak hmyzu společenského. Metody plynové chromatografie v jednorozměrném, dvourozměrném komprehensivním a preparativním uspořádání spojené s hmotnostním a/nebo elektroantenografickým detektorem byly použity ke studiu těkavých nebo středně těkavých semiochemikálií u různých druhů hmyzu. V rámci této práce byla zkoumána biosyntéza pohlavního feromonu u samců čmeláků druhů Bombus terrestris, B. lucorum a B. lapidarius pomocí aplikace předpokládaných biosyntetických prekurzorů feromonů (octan sodný, vyšší mastné kyseliny) izotopicky 2H 14C. značených atomy a Pro tento účel bylo zkoumáno chromatografické chování a možnosti detekce izotopicky značených sloučenin v jednorozměrném a dvourozměrném 13C). komprehensivním systému (2H, U všech testovaných kolon byl pro sloučeniny značené oběma izotopy potvrzen “inverzní izotopický efekt“. Vyvinuté analytické postupy byly aplikovány na reálné vzorky čmeláků. Analýza extraktů tkání čmeláků druhů B. terrestris a B. lucorum po in vitro inkubaci se značeným octanem sodným dokázala přítomnost značených metabolitů a potvrdila tak možnost de novo biosyntézy feromonu přímo v labiální žláze. Značené metabolity byly nalezeny i v případě in vivo inkubace s deuterovanými mastnými kyselinami u samců druhu B. lucorum a lapidarius. Tento experiment podpořil hypotézu, že vyšší mastné kyseliny, uložené ve formě triacylglycerolů v tukovém tělese v abdomenu, mohou být prekurzory pro biosyntézu alifatických sloučeniny pohlavního feromonu. Dále byla zkoumána produkce feromonu v labiální žláze samců u druhů B. terrestris a lucorum během jejich života. Mezi oběma druhy byly nalezeny výrazné rozdíly. U samců čmeláků druhu B. terrestris je největší množství feromonu mezi pátým a desátým dnem života. V případě samců druhu B. lucorum je maximálního množství dosaženo pátý den a pak zůstává stejné až do konce života. Tyto výsledky, získané pomocí plynové chromatografie, byly podpořeny studiem ultrastruktury labiálních žláz. Byla objevena a charakterizována nová exokrinní žláza u čmeláků druhu B. terrestris. Nachází se v nohou jedinců všech tří kast – královny, dělnic a samců. Chemické složení její sekrece bylo analyzováno metodou dvourozměrné plynové chromatografie s hmotnostní detekcí. Bylo zjištěno, že se skládá převážně z lineárních uhlovodíků a voskových esterů s alifatickou nebo terpenickou alkoholovou částí. Byly nalezeny rozdíly v chemickém složení této sekrece mezi jednotlivými kastami. V případě samců byl rovněž studován vývoj ve složení sekrece během života. Behaviorální experimenty nepotvrdily roli chemických sloučenin obsažených ve žláze při sexuálním chování, takže její biologická funkce je zatím nejasná. Byly analyzovány těkavé složky obranné sekrece evropského druhu ploštice Graphosoma lineatum kombinací metod mikroextrakce na pevné fázi (SPME) s dvourozměrnou plynovou chromatografií s hmotnostní detekcí a preparativní plynové chromatografie. Bylo identifikováno 57 látek, z nichž 39 bylo u tohoto druhu nalezeno nově.
Abstract v angličtině:
Abstract (EN) Communication mediated by chemical compounds (semiochemicals) is the most important way of information transfer in insects, especially in the social species. Gas chromatographic methods (one-dimensional, two-dimensional comprehensive, and preparative arrangement) coupled with mass spectrometric and/or electroantennographic detector were used for volatile or semivolatile semiochemicals analysis in various insect species. In this Thesis, biosynthesis of the bumblebee male sex pheromone in species Bombus terrestris, B. lucorum, and B. lapidarius was studied using putative biosynthetic 2H 14C. precursors (sodium acetate, fatty acids) labeled with and For the purpose of labeled volatile metabolites analysis, a method of separation and detection of isotopically labeled 13C). compounds in two-dimensional comprehensive gas chromatography was studied (2H, An “inverse isotope effects” was confirmed for compounds labeled with both isotopes in all examined types of columns. Concerning the biological samples, analysis of in vitro incubated tissues with labeled sodium acetate showed that pheromone components are synthesized de novo in the labial gland in B. terrestris and B. lucorum. Nevertheless, experiments of in vivo incubation of deuterated fatty acids confirmed biotransformation of the precursors into main pheromone components in B. lucorum and B. lapidarius. These results supported the hypothesis that fatty acids, stored in fat body as triacylglycerols, are precursors for the aliphatic pheromonal components biosynthesis. Changes of pheromone production during life were studied in B. terrestris and B. lucorum. Significant differences were found between these two species. Pheromone production reaches a maximum between the day 5 and 10 of life in B. terrestris males and then rapidly decreases. In the case of B. lucorum, the maximum is achieved on the day 3 and stays constant over the rest of life. The gas chromatographic results were confirmed by an ultrastructural study of the pheromone gland tissue. A new exocrine gland located in legs of bumblebee males, queens, and workers was discovered in B. terrestris species. Components of the glandular secretion were analyzed by means of comprehensive two-dimensional gas chromatography coupled with mass detection. The secretion consists mostly of linear hydrocarbons and wax esters with aliphatic or terpenic alcohols. Differences in the secretion composition among castes were found. Furthermore, dynamics of the secretion production was studied in males. Its function in mating behavior was suggested, but this has not been confirmed by behavioral experiments. Thus, the biological function remains unclear. Volatile components of a defensive secretion of the European stink bug Graphosoma lineatum were studied. A method combining the headspace solid-phase microextraction (SPME) sampling procedure and comprehensive two-dimensional gas chromatography coupled with mass detector as well as preparative gas chromatography was used for chemical analyses. There were 57 compounds identified, 39 of them have not been described in the G. lineatum secretion before.
Dokumenty
Stáhnout Dokument Autor Typ Velikost
Stáhnout Text práce Mgr. Petr Žáček, Ph.D. 8.36 MB
Stáhnout Abstrakt v českém jazyce Mgr. Petr Žáček, Ph.D. 66 kB
Stáhnout Abstrakt anglicky Mgr. Petr Žáček, Ph.D. 34 kB
Stáhnout Autoreferát / teze disertační práce Mgr. Petr Žáček, Ph.D. 1.06 MB
Stáhnout Posudek oponenta prof. RNDr. Věra Pacáková, CSc. 896 kB
Stáhnout Posudek oponenta doc. RNDr. Josef Cvačka, Ph.D. 127 kB
Stáhnout Záznam o průběhu obhajoby 1.08 MB