Mitogen aktivované protein kinázy (MAPK), jsou proteiny, sloužící k přenosu signálu z vnějšího prostředí. MPK3 je součástí MAPK kaskády, která je indukována v odpovědi na biotický i abiotický stres. V současnosti se věnuje pozornost studiu vnímání světla kořeny. Zjišťovali jsme, jestli může mít MPK3 roli v této signalizaci. Využili jsme fenotypopvé analýzy kořene Col-0 a mpk3-1 huseníčku rolního ve dvou podmínkách osvětlení. Poněvadž má MPK3 důležitou roli v signalizaci během oxidativního stresu, zjišťovali jsme, jestli tyto podmínky osvětlení ovlivní antioxidační obranu.
Pozorovali jsme fenotypové rozdíly kořenů huseníčku. mpk3-1 mají kratší primární kořeny než Col-0 v obou kultivačních podmínkách. Zastínění kořenů má vliv na prodlužování primárního kořene. Inhibice růstu vyvolaná osvětlením kořenů byla větší u Col-0 než mpk3-1. Také jsme vyhodnocovali počet postranních kořenů - mpk3-1 mají méně postranních kořenů než Col-0.
Celková aktivita superoxiddisnutasy SOD je závislá na světelných podmínkách. SOD má v huseníčku s osvětlenými kořeny vyšší aktivitu. mpk3-1 vykazuje vyšší aktivitu SOD než Col-0, při kultivaci se zastíněnými kořeny. Rozdíly v aktivite katalázy mezi Col-0 a mpk3-1, a také v různých kultivačních podmínkách byly zanedbatelné.
Osvětlení kořenů má vliv na fenotyp i aktivitu SOD. MPK3 přispívá k odpovědi rostlin na osvětlení kořenů.
Anotace v angličtině
Mitogen activated protein kinases (MAPK) are proteins which transduce signal generated in the outside environment. MPK3 is part of the MAPK cascade which is induced in response to the biotic and abiotic stresses. This bachelor thesis focuses on perception of light by Arabidopsis roots. We aimed to investigate, whether MPK3 can play a role in this signalisation. We performed a root phenotypic analysis of Arabidopsis thaliana wild type (Col-0) as well as mpk3-1 TDNA mutants which were either fully illuminated or cultivated with shadowed roots. Since MPK3 plays an important role in signalisation during oxidative stress, we attempted to examine the effects of MPK3 defficiency on antioxidant defense in the two differentcultivation systems.
We have observed phenotypical differences in roots. mpk3-1 mutant has shorter primary roots compared to Col-0 in both cultivation conditions. Shadowed roots showed longer primary roots compared to illuminated roots in both lines. Inhibition of the primary roots growth caused by illumination was larger in Col-0 compared to mpk3-1. We have also analysed the number of lateral roots mpk3-1 have less lateral roots compared to Col-0. Overall activity of the superoxide dismutase (SOD) is dependent on root illumination conditions. SOD has higher activity plants with illuminated roots. Interestingly, this root illumination-induced SOD activation is MPK3-dependent. On the other hand, we
observed only minor differences in catalase activity between Col-0 and mpk3-1. Root illumination did not modified its activity as well.
In conclusion, root illumination has an affect on root phenotype and activity of SOD. MPK3 has a regulatory role in light perception by Arabidopsis roots.
Mitogen aktivované protein kinázy (MAPK), jsou proteiny, sloužící k přenosu signálu z vnějšího prostředí. MPK3 je součástí MAPK kaskády, která je indukována v odpovědi na biotický i abiotický stres. V současnosti se věnuje pozornost studiu vnímání světla kořeny. Zjišťovali jsme, jestli může mít MPK3 roli v této signalizaci. Využili jsme fenotypopvé analýzy kořene Col-0 a mpk3-1 huseníčku rolního ve dvou podmínkách osvětlení. Poněvadž má MPK3 důležitou roli v signalizaci během oxidativního stresu, zjišťovali jsme, jestli tyto podmínky osvětlení ovlivní antioxidační obranu.
Pozorovali jsme fenotypové rozdíly kořenů huseníčku. mpk3-1 mají kratší primární kořeny než Col-0 v obou kultivačních podmínkách. Zastínění kořenů má vliv na prodlužování primárního kořene. Inhibice růstu vyvolaná osvětlením kořenů byla větší u Col-0 než mpk3-1. Také jsme vyhodnocovali počet postranních kořenů - mpk3-1 mají méně postranních kořenů než Col-0.
Celková aktivita superoxiddisnutasy SOD je závislá na světelných podmínkách. SOD má v huseníčku s osvětlenými kořeny vyšší aktivitu. mpk3-1 vykazuje vyšší aktivitu SOD než Col-0, při kultivaci se zastíněnými kořeny. Rozdíly v aktivite katalázy mezi Col-0 a mpk3-1, a také v různých kultivačních podmínkách byly zanedbatelné.
Osvětlení kořenů má vliv na fenotyp i aktivitu SOD. MPK3 přispívá k odpovědi rostlin na osvětlení kořenů.
Anotace v angličtině
Mitogen activated protein kinases (MAPK) are proteins which transduce signal generated in the outside environment. MPK3 is part of the MAPK cascade which is induced in response to the biotic and abiotic stresses. This bachelor thesis focuses on perception of light by Arabidopsis roots. We aimed to investigate, whether MPK3 can play a role in this signalisation. We performed a root phenotypic analysis of Arabidopsis thaliana wild type (Col-0) as well as mpk3-1 TDNA mutants which were either fully illuminated or cultivated with shadowed roots. Since MPK3 plays an important role in signalisation during oxidative stress, we attempted to examine the effects of MPK3 defficiency on antioxidant defense in the two differentcultivation systems.
We have observed phenotypical differences in roots. mpk3-1 mutant has shorter primary roots compared to Col-0 in both cultivation conditions. Shadowed roots showed longer primary roots compared to illuminated roots in both lines. Inhibition of the primary roots growth caused by illumination was larger in Col-0 compared to mpk3-1. We have also analysed the number of lateral roots mpk3-1 have less lateral roots compared to Col-0. Overall activity of the superoxide dismutase (SOD) is dependent on root illumination conditions. SOD has higher activity plants with illuminated roots. Interestingly, this root illumination-induced SOD activation is MPK3-dependent. On the other hand, we
observed only minor differences in catalase activity between Col-0 and mpk3-1. Root illumination did not modified its activity as well.
In conclusion, root illumination has an affect on root phenotype and activity of SOD. MPK3 has a regulatory role in light perception by Arabidopsis roots.
Cílem teoretické části bakalářské práce je vypracování literární rešerše na téma:
- Mitogenem aktivované protein (MAP) kinázy a oxidační stres s důrazem na MPK3
- Antioxidační obrana u rostlin a její regulace pomocí MAP kináz
- Fenotypové a molekulární aspekty vlivu světla na růst kořenů
Cíle experimentální čáti práce:
- získat praktické zkušenosti v práci s rostlinami a v biochemických metodách (enzymatická aktivita a imunoblotování)
- vliv různých systémů kultivace rostlin na fenotyp mutanta huseníčku mpk3-1
- zjistit změny v aktivitě vybraných antioxidačních enzymů v mutantovi mpk3-1 v závislosti na přístupu světla
Závěrečná práce bude vypracována v souladu s doporučeným stylem pro závěrečné práce na oboru Biochemie PřF UP uvedeným na webové stránce Katedry biochemie (http://biochemie.upol.cz/index.php/cs/studium/zaverecne-prace).
Práce bude odevzdána na sekretariátě Oddělení buněčné biologie CRH ve dvou svázaných výtiscích obsahujících CD s elektronickou verzí závěrečné práce, a to v řádném termínu uvedeném v harmonogramu na webové stránce Katedry biochemie.
Student je povinen vložit ekvivalentní elektronickou podobu závěrečné práce do systému STAG a doplnit povinné údaje o své práci (viz Opatření děkana Přírodovědecké fakulty UP v Olomouci k provedení některých ustanovení
Studijního a zkušebního řádu UP v Olomouci a Rigorózního řádu UP v Olomouci).
Zásady pro vypracování
Cílem teoretické části bakalářské práce je vypracování literární rešerše na téma:
- Mitogenem aktivované protein (MAP) kinázy a oxidační stres s důrazem na MPK3
- Antioxidační obrana u rostlin a její regulace pomocí MAP kináz
- Fenotypové a molekulární aspekty vlivu světla na růst kořenů
Cíle experimentální čáti práce:
- získat praktické zkušenosti v práci s rostlinami a v biochemických metodách (enzymatická aktivita a imunoblotování)
- vliv různých systémů kultivace rostlin na fenotyp mutanta huseníčku mpk3-1
- zjistit změny v aktivitě vybraných antioxidačních enzymů v mutantovi mpk3-1 v závislosti na přístupu světla
Závěrečná práce bude vypracována v souladu s doporučeným stylem pro závěrečné práce na oboru Biochemie PřF UP uvedeným na webové stránce Katedry biochemie (http://biochemie.upol.cz/index.php/cs/studium/zaverecne-prace).
Práce bude odevzdána na sekretariátě Oddělení buněčné biologie CRH ve dvou svázaných výtiscích obsahujících CD s elektronickou verzí závěrečné práce, a to v řádném termínu uvedeném v harmonogramu na webové stránce Katedry biochemie.
Student je povinen vložit ekvivalentní elektronickou podobu závěrečné práce do systému STAG a doplnit povinné údaje o své práci (viz Opatření děkana Přírodovědecké fakulty UP v Olomouci k provedení některých ustanovení
Studijního a zkušebního řádu UP v Olomouci a Rigorózního řádu UP v Olomouci).
Seznam doporučené literatury
Colcombet J., Hirt H. (2008): Arabidopsis MAPKs: a complex signalling network involved in multiple biological processes. Biochem. J. 413, 217226.
Apel K., Hirt H. (2004): REACTIVE OXYGEN SPECIES: Metabolism, Oxidative Stress, and Signal Transduction. Annu. Rev. Plant Biol. 55, 37399.
Komis G, Šamaj J (2014) Plant MAP Kinases. Methods and Protocols. ISBN 978-1-4939-0921-6, Springer, Berlin, Heidelberg, pp. 266
Seznam doporučené literatury
Colcombet J., Hirt H. (2008): Arabidopsis MAPKs: a complex signalling network involved in multiple biological processes. Biochem. J. 413, 217226.
Apel K., Hirt H. (2004): REACTIVE OXYGEN SPECIES: Metabolism, Oxidative Stress, and Signal Transduction. Annu. Rev. Plant Biol. 55, 37399.
Komis G, Šamaj J (2014) Plant MAP Kinases. Methods and Protocols. ISBN 978-1-4939-0921-6, Springer, Berlin, Heidelberg, pp. 266
Přílohy volně vložené
-
Přílohy vázané v práci
-
Převzato z knihovny
Ano
Plný text práce
Přílohy
Posudek(y) oponenta
Hodnocení vedoucího
Záznam průběhu obhajoby
Průběh obhajoby:
V úvodu obhajoby předseda komise prof. RNDr. Jozef Šamaj, Dr.Sc. představil studentku přítomným akademickým pracovníkům a hostům. V rámci prezentace své práce studentka seznámila všechny zúčastněné s cíli práce a hlavními metodami využitými při jejím zpracování, dále se získanými výsledky a z nich vyplývajícími závěry.
Následně byl přečten oponentní posudek. Odpovědi na otázky a připomínky uvedené v posudku oponenta a vedoucího bakalářské práce studentka zodpověděla uspokojivě, doložila je vypracované v písemné formě a prezentovala také ústně.
V rámci veřejné diskuse zodpověděla následující dotazy položené přítomnými odborníky:
Dr. Komis: You mention abbreviation RM. What is this RM? Is this the same as RF?
Are there some colorimetric in-solution assays for superoxiddismutase or catalase?
Dr. Takáč: Je to opravdu molekulová hmotnost, na jehož základě se dělí proteiny na nativním gelu?
Dr. Ovečka: V práci uvádíte, že jste rostliny kultivovala při 62um.m-3.s-1 Tuto hodnotu jste reálně měřila? Pozorovala jste rozdíly ve fenotypu kořenů u mutantů v zastíněných a osvětlených podmínkách?
Dr. Vadovič: Je fototropin1 substrátem MAP kináz?
Dr. Luptovčiak: Kolik opakování jste prováděla v pokusech a měřila jste směrodatnou odchylku či střední chybu?