Bakalárska práca je zameraná na štúdium zmien génovej expresie aldehyddehydrogenas v rastlinách jačmeňa siateho za pôsobenia rozmanitých stresových podmienok. Aldehyddehydrogenasy sú NAD(P)+-dependentné oxidoreduktasy metabolizujúce aldehydy na príslušné karboxylové kyseliny. K analýze expresie osemnástich génov bola využitá kvantitatívna PCR reakcia spojená s reverznou transkripciou RNA pre vytvorenie komplementárneho vlákna cDNA, ktoré následne slúžilo ako templátová molekula. Zvýšená expresia rovnakého génu v odpovedi na rôzne stresové podmienky bola pozorovaná najmä v prípade rodín HvALDH10, HvALDH11, HvALDH12 a HvALDH18. Zvýšenou expresiou zareagovali na ošetrenie kyselinou jasmónovou všetky gény až na HvALDH18B2, ktorý však ako jediný znížil svoju expresiu ošetrením polyetylénglykolom 6000. Pri kultivácii jačmeňa v podmienkach s nevyhovujúcim obsahom dusíka bolo významné zvýšenie expresie génu pozorované iba v jednom prípade. U ostatných signifikantných výsledkov došlo k podexpresii HvALDH génov. Odpoveď rastlín na pôsobenie chloridom sodným, kyselinou abscisovou a benzyladenínom za stanovených podmienok bola variabilná.
Anotace v angličtině
This bachelor thesis is focused on the study of gene expression level of aldehyde dehydrogenases (ALDHs) from Hordeum vulgare. Aldehyde dehydrogenases are NAD(P)+ dependent oxidoreductases that metabolize aldehydes to carboxylic acids. Barley seedlings were grown and exposed to several stress conditions. RNA from these plants was extracted and transcribed to cDNA. The expression of the whole HvALDH gene superfamily was analyzed by TaqMan real-time PCR assay. Overexpression of the same gene as a response to different stress conditions was observed mainly in the families HvALDH10, HvALDH11, HvALDH12 and HvALDH18. All genes, except HvALDH18B2, responded to jasmonic acid treatment with increased expression. However, HvALDH18B2 was the only gen, which was upregulated by the polyethylene glycol 6000 application. In barley, cultivated under unfavorable nitrogen conditions, significant overexpression was observed in one gene. Other notable results showed downregulation of HvALDH gene expression. The plants responses in gene expression to sodium chloride, abscisic acid and benzyladenine treatment were variable.
Bakalárska práca je zameraná na štúdium zmien génovej expresie aldehyddehydrogenas v rastlinách jačmeňa siateho za pôsobenia rozmanitých stresových podmienok. Aldehyddehydrogenasy sú NAD(P)+-dependentné oxidoreduktasy metabolizujúce aldehydy na príslušné karboxylové kyseliny. K analýze expresie osemnástich génov bola využitá kvantitatívna PCR reakcia spojená s reverznou transkripciou RNA pre vytvorenie komplementárneho vlákna cDNA, ktoré následne slúžilo ako templátová molekula. Zvýšená expresia rovnakého génu v odpovedi na rôzne stresové podmienky bola pozorovaná najmä v prípade rodín HvALDH10, HvALDH11, HvALDH12 a HvALDH18. Zvýšenou expresiou zareagovali na ošetrenie kyselinou jasmónovou všetky gény až na HvALDH18B2, ktorý však ako jediný znížil svoju expresiu ošetrením polyetylénglykolom 6000. Pri kultivácii jačmeňa v podmienkach s nevyhovujúcim obsahom dusíka bolo významné zvýšenie expresie génu pozorované iba v jednom prípade. U ostatných signifikantných výsledkov došlo k podexpresii HvALDH génov. Odpoveď rastlín na pôsobenie chloridom sodným, kyselinou abscisovou a benzyladenínom za stanovených podmienok bola variabilná.
Anotace v angličtině
This bachelor thesis is focused on the study of gene expression level of aldehyde dehydrogenases (ALDHs) from Hordeum vulgare. Aldehyde dehydrogenases are NAD(P)+ dependent oxidoreductases that metabolize aldehydes to carboxylic acids. Barley seedlings were grown and exposed to several stress conditions. RNA from these plants was extracted and transcribed to cDNA. The expression of the whole HvALDH gene superfamily was analyzed by TaqMan real-time PCR assay. Overexpression of the same gene as a response to different stress conditions was observed mainly in the families HvALDH10, HvALDH11, HvALDH12 and HvALDH18. All genes, except HvALDH18B2, responded to jasmonic acid treatment with increased expression. However, HvALDH18B2 was the only gen, which was upregulated by the polyethylene glycol 6000 application. In barley, cultivated under unfavorable nitrogen conditions, significant overexpression was observed in one gene. Other notable results showed downregulation of HvALDH gene expression. The plants responses in gene expression to sodium chloride, abscisic acid and benzyladenine treatment were variable.
Teoretická časť:
Vypracovanie literárnej rešerše na tému:
Vybraných rodin aldehyddehydrogenas v rastline jačmeňa siateho
PCR metóda so zameraním na RT-qPCR analýzu
Experimentálna časť:
Kultivácia jačmeňa siateho pri určitých stresových podmienkach
Izolácia RNA metódou fenol-chloroformovej extrakcie
Reverzná transkripcia do cDNA
RT-qPCR analýza génov aldehyddehydrogenasovej nadrodiny v jačmeni siatom
Overenie amplifikácie požadovaného fragmentu
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/.
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).
Student odevzdá jeden svázaný výtisk závěrečné práce přímo zkušební komisi v den obhajoby. CD s elektronickou verzí BP/DP není požadováno.
Zásady pro vypracování
Teoretická časť:
Vypracovanie literárnej rešerše na tému:
Vybraných rodin aldehyddehydrogenas v rastline jačmeňa siateho
PCR metóda so zameraním na RT-qPCR analýzu
Experimentálna časť:
Kultivácia jačmeňa siateho pri určitých stresových podmienkach
Izolácia RNA metódou fenol-chloroformovej extrakcie
Reverzná transkripcia do cDNA
RT-qPCR analýza génov aldehyddehydrogenasovej nadrodiny v jačmeni siatom
Overenie amplifikácie požadovaného fragmentu
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/.
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).
Student odevzdá jeden svázaný výtisk závěrečné práce přímo zkušební komisi v den obhajoby. CD s elektronickou verzí BP/DP není požadováno.
Seznam doporučené literatury
Allakhverdiev S.I., Kreslavski V.D., Klimov V.V., Los D.A., Carpentier R., Mohanty P. (2008): Heat stress: an overview of molecular responses in photosynthesis. Photosynthesis Research 98, 541 550.
Bartels D., Sunkar R. (2005): Drought and salt tolerance in plants. Critical Reviews in Plant Science 24, 23-58.
Brocker C., Vasiliou M., Carpenter S., Carpenter C., Zhang Y., Wang X., Kotchoni S. O., Wood A.J., Kirch H.H., Kopečný D., Nebert D.W., Vasiliou V. (2013): Aldehyde dehydrogenase (ALDH) superfamily in plants: gene nomenclature and comparative genomics. Planta 237, 189-210.
Končitíková R., Vigoroux A., Kopečná M., Andree T., Bartoš J., Šebela M., Solange M, Kopečný D. (2015): Role and structural characterization of plant aldehyde dehydrogenases from family 2 and family 7. Biochemical Journal 468, 109-123.
Kopečná M., Vigouroux A., Vilím J., Končitíková R., Briozzo P., Hájková E., Jašková L., von Schwartzenberg K., Šebela M., Solange M, Kopečný D. (2017): The ALDH 21 gene found in lower plants and some vascular plants codes for a NADP+ 2010; dependent succinic semialdehyde dehydrogenase. The Plant Journal 92, 229-243.
Kopečný D., Končitíková R., Tylichová M., Vigouroux A., Moskalíková H., Soural M., Šebela M., Moréra S. (2013): Plant ALDH10 family identifying critical residues for substrate specificity and trapping a thiohemiacetal intermediate. Journal of Biological Chemistry 288, 9491-9507.
Seznam doporučené literatury
Allakhverdiev S.I., Kreslavski V.D., Klimov V.V., Los D.A., Carpentier R., Mohanty P. (2008): Heat stress: an overview of molecular responses in photosynthesis. Photosynthesis Research 98, 541 550.
Bartels D., Sunkar R. (2005): Drought and salt tolerance in plants. Critical Reviews in Plant Science 24, 23-58.
Brocker C., Vasiliou M., Carpenter S., Carpenter C., Zhang Y., Wang X., Kotchoni S. O., Wood A.J., Kirch H.H., Kopečný D., Nebert D.W., Vasiliou V. (2013): Aldehyde dehydrogenase (ALDH) superfamily in plants: gene nomenclature and comparative genomics. Planta 237, 189-210.
Končitíková R., Vigoroux A., Kopečná M., Andree T., Bartoš J., Šebela M., Solange M, Kopečný D. (2015): Role and structural characterization of plant aldehyde dehydrogenases from family 2 and family 7. Biochemical Journal 468, 109-123.
Kopečná M., Vigouroux A., Vilím J., Končitíková R., Briozzo P., Hájková E., Jašková L., von Schwartzenberg K., Šebela M., Solange M, Kopečný D. (2017): The ALDH 21 gene found in lower plants and some vascular plants codes for a NADP+ 2010; dependent succinic semialdehyde dehydrogenase. The Plant Journal 92, 229-243.
Kopečný D., Končitíková R., Tylichová M., Vigouroux A., Moskalíková H., Soural M., Šebela M., Moréra S. (2013): Plant ALDH10 family identifying critical residues for substrate specificity and trapping a thiohemiacetal intermediate. Journal of Biological Chemistry 288, 9491-9507.
Přílohy volně vložené
-
Přílohy vázané v práci
-
Převzato z knihovny
Ano
Plný text práce
Přílohy
Posudek(y) oponenta
Hodnocení vedoucího
Záznam průběhu obhajoby
V úvodu obhajoby předsedkyně komise doc. RNDr. Lenka Luhová, Ph.D. představila studentku přítomným akademickým pracovníkům a hostům. V rámci prezentace své práce Štúdium génovej expresie nadrodiny aldehyddehydrogenas v jačmeni siatom (Hordeum vulgare) 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 vedoucí práce a oponentský posudek. Studentka zodpověděla dotazy položené v posudku oponenta. Odpověděla také na dotazy členů zkušební komise:
doc. Luhová: Dokážete z fyziologického pohledu vysvětlit zapojení ALDH do obranných reakcí rostlin? Jakou roli hraje ALDH v případě sucha?
dr. Škabišová: Je výsledek nějak klastrovaný na základě podobnosti odezvy exprese? Věděli jste dopředu jako koncentrace použít pro vyvolání salinitního stresu? Měla jste nějaký kontrolní gen, na jehož základě byste potvrdila odezvu?
prof. Šebela: Jakou sůl jste použila jako zdroj dusíku?