V této bakalářské práci je zkoumána role nedávno identifikované třídy fytohormonů, strigolaktonů ve formování architektury hypokotylu Arabidopsis prostřednictvím cytoskeletového přeuspořádání. Pro lepší pochopení působení strigolaktonu na buněčné úrovni, jsme studovali účinky exogenně aplikovaného syntetického analogu strigolaktonu ? GR24 a inhibitoru biosyntézy strigolaktonu TIS108 na organizaci kortikálních mikrotubulů a aktinových vláken v epidermálních buňkách vystavených působení světla a etiolovaných hypokotylů WT a necitlivému k strigolaktonu Arabidopsis mutantu max 2-1 pomocí laserové skenovací konfokální mikroskopie a rotující diskové mikroskopie. Na základě našeho zjištění, je to první práce, která ukazuje účinky strigolaktonu na organizaci kortikálních mikrotubulů a aktinových vláken v rostlinných buňkách. Bylo zjištěno, že strigolaktony modulují cytoskeletální remodelaci během inhibice elongace hypokotylu světelně závislým způsobem.
Anotace v angličtině
In this bachelor thesis, we addressed the role of the recently identified class of phytohormones, strigolactones, a recently identified class of plant hormones in hypocotyl growth inhibition by virtue of strigolactone induced cytoskeletal remodeling. For this purpose, the synthetic strigolactone analogue ?GR24 and the inhibitor of strigolactone biosynthesis TIS108 were used to treat Arabidopsis seedlings and subsequently study their effects on the organization of microtubules and actin microfilaments in epidermal cells of light-exposed and etiolated hypocotyls of WT and SL-insensitive signaling Arabidopsis mutant max2-1 using laser scanning confocal microscopy and spinning disk microscopy. To our knowledge, this is the first report showing strigolactone effects on the organization of cortical microtubules and actin filaments in plant cells. It was found that strigolactones affect cytoskeletal remodeling during inhibition of hypocotyl elongation in a light-dependent manner.
V této bakalářské práci je zkoumána role nedávno identifikované třídy fytohormonů, strigolaktonů ve formování architektury hypokotylu Arabidopsis prostřednictvím cytoskeletového přeuspořádání. Pro lepší pochopení působení strigolaktonu na buněčné úrovni, jsme studovali účinky exogenně aplikovaného syntetického analogu strigolaktonu ? GR24 a inhibitoru biosyntézy strigolaktonu TIS108 na organizaci kortikálních mikrotubulů a aktinových vláken v epidermálních buňkách vystavených působení světla a etiolovaných hypokotylů WT a necitlivému k strigolaktonu Arabidopsis mutantu max 2-1 pomocí laserové skenovací konfokální mikroskopie a rotující diskové mikroskopie. Na základě našeho zjištění, je to první práce, která ukazuje účinky strigolaktonu na organizaci kortikálních mikrotubulů a aktinových vláken v rostlinných buňkách. Bylo zjištěno, že strigolaktony modulují cytoskeletální remodelaci během inhibice elongace hypokotylu světelně závislým způsobem.
Anotace v angličtině
In this bachelor thesis, we addressed the role of the recently identified class of phytohormones, strigolactones, a recently identified class of plant hormones in hypocotyl growth inhibition by virtue of strigolactone induced cytoskeletal remodeling. For this purpose, the synthetic strigolactone analogue ?GR24 and the inhibitor of strigolactone biosynthesis TIS108 were used to treat Arabidopsis seedlings and subsequently study their effects on the organization of microtubules and actin microfilaments in epidermal cells of light-exposed and etiolated hypocotyls of WT and SL-insensitive signaling Arabidopsis mutant max2-1 using laser scanning confocal microscopy and spinning disk microscopy. To our knowledge, this is the first report showing strigolactone effects on the organization of cortical microtubules and actin filaments in plant cells. It was found that strigolactones affect cytoskeletal remodeling during inhibition of hypocotyl elongation in a light-dependent manner.
Research plan:
1. Literature review
2. Phenotypic analysis of SL effects on hypocotyl length and width of Arabidopsis Col-0 and max2-1 mutant.
3. Study of microtubule organization in hypocotyl epidermal cells of Arabidopsis (MAP4-GFP) and (TUA6-GFP) lines on Col-0 and max2-1 background using confocal laser scanning microscopy.
4. Study of F-actin organization (occupancy and skewness) in hypocotyl epidermal cells of light-exposed and etiolated Arabidopsis (Lifeact-GFP) and (FABD-GFP) seedlings using spinning disk microscopy.
5. Data processing and analysis, dyploma text and presentation preparation
Závěrečná práce bude vypracována v souladu s doporučeným stylem pro závěrečné práce na oboru Biochemie PřF UP uvedeným na webové stránce Katedry biochemie .https://www.prf.upol.cz/katedra-biochemie/studium/bakalarske-a-diplomove-prace/
Práce bude studentem nejdříve vložena v elektronické podobě ve formátu pdf do systému STAG a doplněna povinnými údaji 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), a to ve stanoveném termínu
Odevzdání závěrečné práce na sekretariátě Oddělení buněčné biologie CRH ve dvou svázaných výtiscích obsahujících CD s elektronickou verzí závěrečné práce proběhne v termínu konání obhajob VŠKP.
Zásady pro vypracování
Research plan:
1. Literature review
2. Phenotypic analysis of SL effects on hypocotyl length and width of Arabidopsis Col-0 and max2-1 mutant.
3. Study of microtubule organization in hypocotyl epidermal cells of Arabidopsis (MAP4-GFP) and (TUA6-GFP) lines on Col-0 and max2-1 background using confocal laser scanning microscopy.
4. Study of F-actin organization (occupancy and skewness) in hypocotyl epidermal cells of light-exposed and etiolated Arabidopsis (Lifeact-GFP) and (FABD-GFP) seedlings using spinning disk microscopy.
5. Data processing and analysis, dyploma text and presentation preparation
Závěrečná práce bude vypracována v souladu s doporučeným stylem pro závěrečné práce na oboru Biochemie PřF UP uvedeným na webové stránce Katedry biochemie .https://www.prf.upol.cz/katedra-biochemie/studium/bakalarske-a-diplomove-prace/
Práce bude studentem nejdříve vložena v elektronické podobě ve formátu pdf do systému STAG a doplněna povinnými údaji 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), a to ve stanoveném termínu
Odevzdání závěrečné práce na sekretariátě Oddělení buněčné biologie CRH ve dvou svázaných výtiscích obsahujících CD s elektronickou verzí závěrečné práce proběhne v termínu konání obhajob VŠKP.
Seznam doporučené literatury
Brewer PB, Koltai H, Beverdge CA. Diverse roles of strigolactones in plant development. Mol Plant 2013; 6(1):18-28; PMID:23155045; http://dx.doi.org/10.1093/mp/sss130 Hoffmann, B., Proust, H., Belcram, K., Labrune, C., Boyer, F.D., Rameau, C. and Bonhomme, S., 2014. Strigolactones inhibit caulonema elongation and cell division in the moss Physcomitrella patens. PloS one, 9(6), p.e99206. Kapulnik Y, Delaux PM, Resnick N, MayzlishGati E, Wininger S, Bhattacharya C, Séjalon Delmas N, Combier JP, Bécard G, Belausov E, Beeckman T, Dor E, Hershenhorn J, Koltai H. Strigolactones affect lateral root formation and root-hair elongation in Arabidopsis. Planta 2011b; 233:209-16; PMID:21080198; http://dx.doi.org/10.1007/s00425-010-1310-y Koltai H, Dor E, Hershenhorn J, Joel D, Lekalla S, Shealtiel H, Bhattacharya C, Eliahu E, Resnick N, Barg R, Kapulnik Y. Strigolactones' effect on root growth and root-hair elongation may be mediated by auxin-efflux carriers. J Plant Growth Regul 2010; 29:129-36; PMID:07217595. http://dx.doi:10.1007/s00344-009-9122-7 Lin K., Grivas K., Boru E., Dayani Y., Berens E., Riegel A.T., Glasgow E., Yarden R.I. Utilizing zebrafish to study the effect strigolactone on breast cancer cells. Abstract 5122: Experimental and Molecular Therapeutics. DOI: 10.1158/1538-7445.AM2017-5122 Published July 2017 López-Ráez, J. A., Shirasu, K., & Foo, E. (2017). strigolactones in plant interactions with beneficial and detrimental organisms: The Yin and Yang. Trends in Plant Science. Rasmussen A, Mason MG, DeCuyper C, Brewer PB, Herold S, Agusti J, Geelen D, Greb T, Goormachtig S, Beeckman T, Beveridge CA. Strigolactones suppress adventitious rooting in Arabidopsis and pea. Plant Physiol 2012; 158:1976-87; PMID:22323776; http://dx.doi.org/10.1104/pp.111.187104 Rigal A, Doyle SM, Robert S. 2015. Live cell imaging of FM4-64, a tool for tracing the endocytic pathways in Arabidopsis root cells. Plant Cell Expansion: Methods and Protocols, 93-103. Ruyter-Spira C, Al-Babili S, van der Krol S, Bouwmeester H. Physiological effects of the synthetic strigolactone analog GR24 on root system architecture in Arabidopsis: another belowground role for strigolactones? Plant Physiol 2011; 155:721-34; PMID:21119044; http://dx.doi.org/10.1104/pp.110.166645 Scaffidi, A., Waters, M. T., Sun, Y. K., Skelton, B. W., Dixon, K. W., Ghisalberti, E. L., Flematti, G. R., andSmith, S. M. (2014) Strigolactone hormones and their stereoisomers signal through two related receptor proteins to induce different physiological responses in Arabidopsis. Plant Physiol. 165, 1221-1232 Sun H, Tao J, Hou M, Huang S, Chen S, Liang Z, Xie T, Wei Y, Xie X, Yoneyama K, Xu G, Zhang Y. A strigolactones signal is required for adventitious root formation in rice. Ann Bot 2015; 115(7):1155-62; PMID:25888593; http://dx.doi.org/10.1093/aob/mcv052
Seznam doporučené literatury
Brewer PB, Koltai H, Beverdge CA. Diverse roles of strigolactones in plant development. Mol Plant 2013; 6(1):18-28; PMID:23155045; http://dx.doi.org/10.1093/mp/sss130 Hoffmann, B., Proust, H., Belcram, K., Labrune, C., Boyer, F.D., Rameau, C. and Bonhomme, S., 2014. Strigolactones inhibit caulonema elongation and cell division in the moss Physcomitrella patens. PloS one, 9(6), p.e99206. Kapulnik Y, Delaux PM, Resnick N, MayzlishGati E, Wininger S, Bhattacharya C, Séjalon Delmas N, Combier JP, Bécard G, Belausov E, Beeckman T, Dor E, Hershenhorn J, Koltai H. Strigolactones affect lateral root formation and root-hair elongation in Arabidopsis. Planta 2011b; 233:209-16; PMID:21080198; http://dx.doi.org/10.1007/s00425-010-1310-y Koltai H, Dor E, Hershenhorn J, Joel D, Lekalla S, Shealtiel H, Bhattacharya C, Eliahu E, Resnick N, Barg R, Kapulnik Y. Strigolactones' effect on root growth and root-hair elongation may be mediated by auxin-efflux carriers. J Plant Growth Regul 2010; 29:129-36; PMID:07217595. http://dx.doi:10.1007/s00344-009-9122-7 Lin K., Grivas K., Boru E., Dayani Y., Berens E., Riegel A.T., Glasgow E., Yarden R.I. Utilizing zebrafish to study the effect strigolactone on breast cancer cells. Abstract 5122: Experimental and Molecular Therapeutics. DOI: 10.1158/1538-7445.AM2017-5122 Published July 2017 López-Ráez, J. A., Shirasu, K., & Foo, E. (2017). strigolactones in plant interactions with beneficial and detrimental organisms: The Yin and Yang. Trends in Plant Science. Rasmussen A, Mason MG, DeCuyper C, Brewer PB, Herold S, Agusti J, Geelen D, Greb T, Goormachtig S, Beeckman T, Beveridge CA. Strigolactones suppress adventitious rooting in Arabidopsis and pea. Plant Physiol 2012; 158:1976-87; PMID:22323776; http://dx.doi.org/10.1104/pp.111.187104 Rigal A, Doyle SM, Robert S. 2015. Live cell imaging of FM4-64, a tool for tracing the endocytic pathways in Arabidopsis root cells. Plant Cell Expansion: Methods and Protocols, 93-103. Ruyter-Spira C, Al-Babili S, van der Krol S, Bouwmeester H. Physiological effects of the synthetic strigolactone analog GR24 on root system architecture in Arabidopsis: another belowground role for strigolactones? Plant Physiol 2011; 155:721-34; PMID:21119044; http://dx.doi.org/10.1104/pp.110.166645 Scaffidi, A., Waters, M. T., Sun, Y. K., Skelton, B. W., Dixon, K. W., Ghisalberti, E. L., Flematti, G. R., andSmith, S. M. (2014) Strigolactone hormones and their stereoisomers signal through two related receptor proteins to induce different physiological responses in Arabidopsis. Plant Physiol. 165, 1221-1232 Sun H, Tao J, Hou M, Huang S, Chen S, Liang Z, Xie T, Wei Y, Xie X, Yoneyama K, Xu G, Zhang Y. A strigolactones signal is required for adventitious root formation in rice. Ann Bot 2015; 115(7):1155-62; PMID:25888593; http://dx.doi.org/10.1093/aob/mcv052
Přílohy volně vložené
-
Přílohy vázané v práci
ilustrace
Převzato z knihovny
Ano
Plný text práce
Přílohy
Posudek(y) oponenta
Hodnocení vedoucího
Záznam průběhu obhajoby
Průběh obhajoby:
V úvodu obhajoby předseda komise prof. Mgr. Miroslav Ovečka, Ph.D. 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 posudek vedoucího práce a oponentní posudek. Odpovědi na otázky a připomínky uvedené v posudku vedoucího bakalářské práce a oponenta studentka zodpověděla.
V rámci veřejné diskuse zodpověděla následující dotazy položené přítomnými odborníky:
Mgr. Olga Šamajová, Dr.: Did you observe any phenotypical effects also on roots?
prof. Mgr. Miroslav Ovečka, Ph.D.: Where your observations consistent with the model? How did you prepare ethiolated seedlings for microscopy?