Předkládaná bakalářská práce je věnovaná studiu reakcí klíčení semen Huseníčku rolního (Arabidopsis thaliana (L.) Heynh.) k zasolení chloridem sodným (NaCl), v závislosti na různé kvalitě světla. Cílem bakalářské práce bylo zjistit, zda jsou receptory modrého světla, CRY1, CRY2 a ZTL-1 zapojeny v regulaci reakcí rostlin k zasolení. Teoretická část je zaměřena na zpracování literární rešerše související s daným tématem. Jednotlivé kapitoly jsou věnované následující problematice: klíčení, fotomorfogeneze a fotoreceptory, vliv abiotického stresu na rostlinu a vliv světla na abiotický stres. Ke zjištění zapojení receptorů modrého světla v reakci rostlin k zasolení v podmínkách in vitro byl využit genetický přístup, jehož základem byla analýza mutantů s defekty ve fotoreceptorech: cry1-1, cry2-1 a ztl-1, ve srovnání s příslušnými ekotypy rostliny Arabidopsis thaliana, ze kterých byli mutanti odvozeni, Ler, Col a C-24. Experimentální klíčení semen proběhlo za různých světelných podmínek (tma, modré a červené světle) a při různých koncentracích NaCl obsažené v médiu. Experimenty bylo zjištěno, že na světle (především modrém) ztráta funkce genů pro fotoreceptory CRY1, CRY2 a Zeitlupe způsobila nižší toleranci semen Arabidopsis k zasolení. Je tedy pravděpodobné, že funkční a aktivované fotoreceptory CRY1, CRY2 a ZTL1 tedy zvyšují toleranci semen Arabidopsis k zasolení. Na základě získaných výsledků byly navrženy mechanismy, jakými světlo prostřednictvím fotoreceptorů CRY1 a CRY2 mohou ovlivnit schopnost rostlin tolerovat zasolení.
Anotace v angličtině
Submitted bachelor thesis is dedicated to the study of responses of germination of Arabidopsis thaliana seeds to salinity caused by sodium chloride (NaCl) as functions of various light conditions. The aim of the bachelor thesis was to find out, whether blue-light receptors CRY1, CRY2 and ZTL1 are involved in regulation of plant responses to salinity stress. The theoretical part is devoted to the writing of literature review related to the given topic. The individual chapters are devoted to the following problems: germination, photomorphogenesis and photoreceptors, the effect of abiotic stress on plants and the effect of light on abiotic stress. To find out the connection between blue-light receptors and plant responses to salinity stress, the genetic approach was applied which was based on the analysis of mutants with defects in photoreceptors: cry1-1, cry2-1 and ztl-1, compared to appropriate ecotypes Ler, Col and C-24, from which the mutants were derived. Experimental seed germination took place under different light conditions (dark, blue light and red light) and under different concentrations of NaCl supplemented to the medium. The experiments revealed that on light (especially blue) loss of function of genes coding photoreceptors CRY1, CRY2 and Zeitlupe caused lower tolerance of Arabidopsis seeds to salt stress. Therefore, it is possible that functional and activated photoreceptors CRY1, CRY2 and ZTL-1 increase tolerance of Arabidopsis seeds to salinity stress. From the acquired results, mechanisms by which light trough photoreceptors CRY1 and CRY2 can influence the ability of plant to tolerate salinity were proposed.
Klíčová slova
fotoreceptory, klíčení, Arabidopsis thaliana, zasolení, světlo
Předkládaná bakalářská práce je věnovaná studiu reakcí klíčení semen Huseníčku rolního (Arabidopsis thaliana (L.) Heynh.) k zasolení chloridem sodným (NaCl), v závislosti na různé kvalitě světla. Cílem bakalářské práce bylo zjistit, zda jsou receptory modrého světla, CRY1, CRY2 a ZTL-1 zapojeny v regulaci reakcí rostlin k zasolení. Teoretická část je zaměřena na zpracování literární rešerše související s daným tématem. Jednotlivé kapitoly jsou věnované následující problematice: klíčení, fotomorfogeneze a fotoreceptory, vliv abiotického stresu na rostlinu a vliv světla na abiotický stres. Ke zjištění zapojení receptorů modrého světla v reakci rostlin k zasolení v podmínkách in vitro byl využit genetický přístup, jehož základem byla analýza mutantů s defekty ve fotoreceptorech: cry1-1, cry2-1 a ztl-1, ve srovnání s příslušnými ekotypy rostliny Arabidopsis thaliana, ze kterých byli mutanti odvozeni, Ler, Col a C-24. Experimentální klíčení semen proběhlo za různých světelných podmínek (tma, modré a červené světle) a při různých koncentracích NaCl obsažené v médiu. Experimenty bylo zjištěno, že na světle (především modrém) ztráta funkce genů pro fotoreceptory CRY1, CRY2 a Zeitlupe způsobila nižší toleranci semen Arabidopsis k zasolení. Je tedy pravděpodobné, že funkční a aktivované fotoreceptory CRY1, CRY2 a ZTL1 tedy zvyšují toleranci semen Arabidopsis k zasolení. Na základě získaných výsledků byly navrženy mechanismy, jakými světlo prostřednictvím fotoreceptorů CRY1 a CRY2 mohou ovlivnit schopnost rostlin tolerovat zasolení.
Anotace v angličtině
Submitted bachelor thesis is dedicated to the study of responses of germination of Arabidopsis thaliana seeds to salinity caused by sodium chloride (NaCl) as functions of various light conditions. The aim of the bachelor thesis was to find out, whether blue-light receptors CRY1, CRY2 and ZTL1 are involved in regulation of plant responses to salinity stress. The theoretical part is devoted to the writing of literature review related to the given topic. The individual chapters are devoted to the following problems: germination, photomorphogenesis and photoreceptors, the effect of abiotic stress on plants and the effect of light on abiotic stress. To find out the connection between blue-light receptors and plant responses to salinity stress, the genetic approach was applied which was based on the analysis of mutants with defects in photoreceptors: cry1-1, cry2-1 and ztl-1, compared to appropriate ecotypes Ler, Col and C-24, from which the mutants were derived. Experimental seed germination took place under different light conditions (dark, blue light and red light) and under different concentrations of NaCl supplemented to the medium. The experiments revealed that on light (especially blue) loss of function of genes coding photoreceptors CRY1, CRY2 and Zeitlupe caused lower tolerance of Arabidopsis seeds to salt stress. Therefore, it is possible that functional and activated photoreceptors CRY1, CRY2 and ZTL-1 increase tolerance of Arabidopsis seeds to salinity stress. From the acquired results, mechanisms by which light trough photoreceptors CRY1 and CRY2 can influence the ability of plant to tolerate salinity were proposed.
Klíčová slova
fotoreceptory, klíčení, Arabidopsis thaliana, zasolení, světlo
1. Seznámení se s tématem bakalářské práce
Studentka se důkladně seznámí s náplní projektu bakalářské práce tak, aby byla schopna definovat základní cíle bakalářské práce, přístupy a metody, které bude při práci používat.
2. Shromáždění nejnovějších literárních zdrojů vztahujících se k tématu bakalářské práce a jejich zpracování
Zásadním zdrojem literatury, které si studentka musí prostudovat, jsou odborné články, a to především literatura týkající se problematiky interakce signálních drah modrého světla a abiotického stresu zasolení. Tyto práce pak budou sloužit jako další zdroje literatury.
3. Časová organizace a plán experimentů
Časová organizace experimentální práce vychází z plánu práce, který má studentka k dispozici od svého školitele.
4. Vlastní experimentální práce a dílčí analýzy výsledků
Studentka bude provádět experimenty podle plánu práce. Bude studovat klíčení a růstové reakce fotomorfogenních mutantů cry1, cry2 a ztl1 u Arabidopsis na zvolených koncentracích NaCl a v závislosti na světelných podmínkách.
5. Konečné zpracování výsledků
Výsledky každého experimentu studentka zpracuje do dílčích grafů a společně s vedoucím učiní z výsledků závěry. Všechny výsledky pak studentka postupně zpracuje do konečné výstižné podoby, aby byly připraveny k zakomponování do bakalářské práce.
6. Kompletace bakalářské práce
Se zpracováním bakalářské práce začne studentka s dostatečným předstihem, tedy nejméně půl roku před plánovanou obhajobou bakalářské práce. Dílčí verze bakalářské práce bude diskutovat s vedoucím bakalářské práce.
Zásady pro vypracování
1. Seznámení se s tématem bakalářské práce
Studentka se důkladně seznámí s náplní projektu bakalářské práce tak, aby byla schopna definovat základní cíle bakalářské práce, přístupy a metody, které bude při práci používat.
2. Shromáždění nejnovějších literárních zdrojů vztahujících se k tématu bakalářské práce a jejich zpracování
Zásadním zdrojem literatury, které si studentka musí prostudovat, jsou odborné články, a to především literatura týkající se problematiky interakce signálních drah modrého světla a abiotického stresu zasolení. Tyto práce pak budou sloužit jako další zdroje literatury.
3. Časová organizace a plán experimentů
Časová organizace experimentální práce vychází z plánu práce, který má studentka k dispozici od svého školitele.
4. Vlastní experimentální práce a dílčí analýzy výsledků
Studentka bude provádět experimenty podle plánu práce. Bude studovat klíčení a růstové reakce fotomorfogenních mutantů cry1, cry2 a ztl1 u Arabidopsis na zvolených koncentracích NaCl a v závislosti na světelných podmínkách.
5. Konečné zpracování výsledků
Výsledky každého experimentu studentka zpracuje do dílčích grafů a společně s vedoucím učiní z výsledků závěry. Všechny výsledky pak studentka postupně zpracuje do konečné výstižné podoby, aby byly připraveny k zakomponování do bakalářské práce.
6. Kompletace bakalářské práce
Se zpracováním bakalářské práce začne studentka s dostatečným předstihem, tedy nejméně půl roku před plánovanou obhajobou bakalářské práce. Dílčí verze bakalářské práce bude diskutovat s vedoucím bakalářské práce.
Seznam doporučené literatury
Taiz L et al. (2015): Plant Physiology and Development, 6th ed., Sinauer Associates, Inc., USA
Buchanan BB et al. (2015) Biochemistry and Molecular Biology of Plants, 2nd ed., Wiley-Blackwell
Jones R et al. (2013): The Molecular Life of Plants, Wiley-Blackwell
Odborné články v mezinárodních vědeckých časopisech týkající se problematiky bakalářské práce a podle doporučení vedoucího bakalářské práce.
Seznam doporučené literatury
Taiz L et al. (2015): Plant Physiology and Development, 6th ed., Sinauer Associates, Inc., USA
Buchanan BB et al. (2015) Biochemistry and Molecular Biology of Plants, 2nd ed., Wiley-Blackwell
Jones R et al. (2013): The Molecular Life of Plants, Wiley-Blackwell
Odborné články v mezinárodních vědeckých časopisech týkající se problematiky bakalářské práce a podle doporučení vedoucího bakalářské práce.
Přílohy volně vložené
1 CD ROM
Přílohy vázané v práci
ilustrace, grafy, tabulky
Převzato z knihovny
Ano
Plný text práce
Přílohy
Posudek(y) oponenta
Hodnocení vedoucího
Záznam průběhu obhajoby
Obhajobu bakalářské práce studentky Moniky Hladíkové zahájil prof. RNDr. Milan Navrátil, CSc. Studentka seznámila komisi s hlavními částmi a výsledky své práce. Následovalo přečtení posudku vedoucího práce prof. RNDr. Martina Fellnera, Ph.D. a oponenta RNDr. Jana Martince, CSc.
Studentka pak reagovala na připomínky a dotazy.
Prezentace studentky obsahovala tato témata:
" Světlo a jeho význam pro rostliny
" Receptory modrého světla a jejich význam
" Zvýšená koncentrace sodných iontů v buňce, vliv na rostlinu
" Experimentální provedení práce
V rozpravě byly uvedeny následující připomínky či nastoleny tyto problémy:
" Klíčení semen různých mutantů ve tmě - vysvětlení
" Návrh experimentu pro ověření mechanismu účasti CRY1 a CRY2 u huseníčku rolního při zasolení.
" Vliv modrého světla na přechod fytochromů mezi aktivní a neaktivní formou
" Počet semen vysévaných na Petriho misku
Studentka na dotazy položené oponentem práce a členy komise reagovala přiměřeně.
Hodnocení: C