Teoretická část bakalářské práce se zabývá rostlinou Arabidopsis thaliana jako významným modelovým organismem. Je popsán cytoskelet rostlin, konkrétně mikrotubuly a aktinová mikrofilamenta. V další části jsou charakterizovány
aktin- vázající proteiny (ABP), přičemž byl kladen důraz především na profiliny. Profilin je jedním z všudypřítomných zástupců ABP a hraje důležitou roli v dynamice aktinového cytoskeletu. Pozornost je věnována také MAPK signalizaci a vlivu abiotických stresů, konkrétně oxidativního a solného na růst a vývoj rostlin.
Prvním cílem experimentální části bylo sledování dlouhodobého působení solného a oxidativního stresu na viabilitu a růst A. thaliana divého typu Col-0, transgenní nadexpresní linie exprimující konstrukt 35S::PRF2:GFP a transgenní linie stabilně exprimující konstrukt pro cytoplazmatický fúzní protein 35S::pMAT:GFP.
V druhé části experimentální práce byla histochemickou metodou detekována tvorba volných kyslíkových radikálů (ROS) v nadexpresní linii s konstruktem 35S::PRF2:GFP po krátkodobém působení oxidativního a solného stresu.
Posledním cílem experimentální části byla in vivo lokalizace PRF2-GFP v odpovědi rostlinných buněk na oxidativní stres a inhibitory cytoskeletu. Sledovala se interakce PRF2-GFP s mikrotubuly a aktinovým cytoskeletem za použití konfokálního laserového skenovacího mikroskopu. Pomocí fluorescenčně značeného faloidinu byl vizualizován F-aktin u divého typu Col-0 a transgenní linie exprimující konstrukt 35S::PRF2:GFP. Sledovala se orientace F- aktinu v hypokotylových, epidermálních a kořenových buňkách.
Anotace v angličtině
Theoretical part of the bachelor thesis is dealing with Arabidopsis thaliana as an important model organism. The plant cytoskeleton is also introduced, mainly microtubules, actin microfilaments and actin-binding proteins (ABPs) where the emphasis is put on profilin. Profilin is an ubiquitous representative of ABPs and plays an important role in the dynamics of actin cytoskeleton. Last part is devoted to MAPK signalling and effects of various abiotic stresses, such as oxidative and salt stress, on plant growth and development.
The first goal of the experimental part of this work was to observe the long-term effect of salt and oxidative stress on A.thaliana growth and viability. Different lines of
A. thaliana- wild type Col-0, transgenic line overexpressing 35S::PRF2:GFP construct and transgenic line stably expressing cytoplasmic fusion protein 35S::pMAT:GFP construct were used in experiments.
Production of reactive oxygen species (ROS) in transgenic line overexpressing 35S::PRF2:GFP construct after short-term salt and oxidative stresses was examined by histochemical staining.
Another goal was to monitor in vivo effect of oxidative stress and cytoskeletal inhibitors on cells of transgenic line carrying PRF2-GFP by using confocal laser scanning microscopy. An interaction between PRF2-GFP, actin cytoskeleton and microtubules was observed. This part includes visualization of F-actin in transgenic line overexpressing 35S::PRF2:GFP construct and Col-0 using fluorescently tagged phalloidin. Orientation of F-actin was observed in hypocotyl, root and epidermal cells.
profilin, actin, cytoskeleton, MAPK signaling, oxidative stress, salt stress
Rozsah průvodní práce
64 s.
Jazyk
CZ
Anotace
Teoretická část bakalářské práce se zabývá rostlinou Arabidopsis thaliana jako významným modelovým organismem. Je popsán cytoskelet rostlin, konkrétně mikrotubuly a aktinová mikrofilamenta. V další části jsou charakterizovány
aktin- vázající proteiny (ABP), přičemž byl kladen důraz především na profiliny. Profilin je jedním z všudypřítomných zástupců ABP a hraje důležitou roli v dynamice aktinového cytoskeletu. Pozornost je věnována také MAPK signalizaci a vlivu abiotických stresů, konkrétně oxidativního a solného na růst a vývoj rostlin.
Prvním cílem experimentální části bylo sledování dlouhodobého působení solného a oxidativního stresu na viabilitu a růst A. thaliana divého typu Col-0, transgenní nadexpresní linie exprimující konstrukt 35S::PRF2:GFP a transgenní linie stabilně exprimující konstrukt pro cytoplazmatický fúzní protein 35S::pMAT:GFP.
V druhé části experimentální práce byla histochemickou metodou detekována tvorba volných kyslíkových radikálů (ROS) v nadexpresní linii s konstruktem 35S::PRF2:GFP po krátkodobém působení oxidativního a solného stresu.
Posledním cílem experimentální části byla in vivo lokalizace PRF2-GFP v odpovědi rostlinných buněk na oxidativní stres a inhibitory cytoskeletu. Sledovala se interakce PRF2-GFP s mikrotubuly a aktinovým cytoskeletem za použití konfokálního laserového skenovacího mikroskopu. Pomocí fluorescenčně značeného faloidinu byl vizualizován F-aktin u divého typu Col-0 a transgenní linie exprimující konstrukt 35S::PRF2:GFP. Sledovala se orientace F- aktinu v hypokotylových, epidermálních a kořenových buňkách.
Anotace v angličtině
Theoretical part of the bachelor thesis is dealing with Arabidopsis thaliana as an important model organism. The plant cytoskeleton is also introduced, mainly microtubules, actin microfilaments and actin-binding proteins (ABPs) where the emphasis is put on profilin. Profilin is an ubiquitous representative of ABPs and plays an important role in the dynamics of actin cytoskeleton. Last part is devoted to MAPK signalling and effects of various abiotic stresses, such as oxidative and salt stress, on plant growth and development.
The first goal of the experimental part of this work was to observe the long-term effect of salt and oxidative stress on A.thaliana growth and viability. Different lines of
A. thaliana- wild type Col-0, transgenic line overexpressing 35S::PRF2:GFP construct and transgenic line stably expressing cytoplasmic fusion protein 35S::pMAT:GFP construct were used in experiments.
Production of reactive oxygen species (ROS) in transgenic line overexpressing 35S::PRF2:GFP construct after short-term salt and oxidative stresses was examined by histochemical staining.
Another goal was to monitor in vivo effect of oxidative stress and cytoskeletal inhibitors on cells of transgenic line carrying PRF2-GFP by using confocal laser scanning microscopy. An interaction between PRF2-GFP, actin cytoskeleton and microtubules was observed. This part includes visualization of F-actin in transgenic line overexpressing 35S::PRF2:GFP construct and Col-0 using fluorescently tagged phalloidin. Orientation of F-actin was observed in hypocotyl, root and epidermal cells.
profilin, actin, cytoskeleton, MAPK signaling, oxidative stress, salt stress
Zásady pro vypracování
1) Zpracování literární rešerše na téma cytoskelet a MAPK signaling v odpovědi rostlinných buněk na oxidativní stres.
2) Optimalizace podmínek kultivace rostlin v stresových podmínkách in vitro.
3) Histochemická detekce produkce ROS v nadexpresní linii GFP:PROF2 v podmínkách oxidativního stresu.
4) In vivo lokalizace GFP:PROF2 v odpovědi rostlinných buněk na oxidativní stres a inhibitory cytoskeletu.
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
1) Zpracování literární rešerše na téma cytoskelet a MAPK signaling v odpovědi rostlinných buněk na oxidativní stres.
2) Optimalizace podmínek kultivace rostlin v stresových podmínkách in vitro.
3) Histochemická detekce produkce ROS v nadexpresní linii GFP:PROF2 v podmínkách oxidativního stresu.
4) In vivo lokalizace GFP:PROF2 v odpovědi rostlinných buněk na oxidativní stres a inhibitory cytoskeletu.
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
1) Grene, R. (2002). Oxidative Stress and Acclimation Mechanisms in Plants. The Arabidopsis Book /American Society of Plant Biologists, 1, e0036. http://doi.org/10.1199/tab.0036.1
2) Rodriguez MC, Petersen M, Mundy J. (2010) Mitogen-activated protein kinase signaling in plants. Annual Review of Plant Biology 61: 621-649 doi: 10.1146/annurev-arplant-042809-112252
3) Šamajová O, Komis G, Šamaj J. (2013) Emerging topics in the cell biology of mitogen-activated protein kinases. Trends Plant Sci. 18:140-8. doi: 10.1016/j.tplants.2012.11.004
4) Šamajová O, Plíhal O, Al-Yousif M, Hirt H, Šamaj J. (2013) Improvement of stress tolerance in plants by genetic manipulation of mitogen-activated protein kinases. Biotechnol Adv. 31:118-28. doi: 10.1016/j.biotechadv.2011.12.002
5) Smékalová V, Doskočilová A, Komis G, Šamaj J. (2014) Crosstalk between secondary messengers, hormones and MAPK modules during abiotic stress signalling in plants. Biotechnol Adv. 32(1):2-11. doi: 10.1016/j.biotechadv.2013.07.009.
6) Fan T, Zhai H, Shi W, Wang J, Jia H, Xiang Y, An L. (2013) Overexpression of profilin 3 affects cell elongation and F-actin organization in Arabidopsis thaliana. Plant Cell Rep. 32:149-160.
7) Wang F, Jing Y, Wang Z, Mao T, Samaj J, Yuan M, Ren H. (2009) Arabidopsis profilin isoforms, PRF1 and PRF2 show distinctive binding activities and subcellular distributions. J Integr Plant Biol. 51:113-121.
8) Ramachandran S, Christensen HE, Ishimaru Y, Dong CH, Chao-Ming W, Cleary AL, Chua NH. (2000) Profilin plays a role in cell elongation, cell shape maintenance, and flowering in Arabidopsis. Plant Physiol. 124:1637-1647.
Seznam doporučené literatury
1) Grene, R. (2002). Oxidative Stress and Acclimation Mechanisms in Plants. The Arabidopsis Book /American Society of Plant Biologists, 1, e0036. http://doi.org/10.1199/tab.0036.1
2) Rodriguez MC, Petersen M, Mundy J. (2010) Mitogen-activated protein kinase signaling in plants. Annual Review of Plant Biology 61: 621-649 doi: 10.1146/annurev-arplant-042809-112252
3) Šamajová O, Komis G, Šamaj J. (2013) Emerging topics in the cell biology of mitogen-activated protein kinases. Trends Plant Sci. 18:140-8. doi: 10.1016/j.tplants.2012.11.004
4) Šamajová O, Plíhal O, Al-Yousif M, Hirt H, Šamaj J. (2013) Improvement of stress tolerance in plants by genetic manipulation of mitogen-activated protein kinases. Biotechnol Adv. 31:118-28. doi: 10.1016/j.biotechadv.2011.12.002
5) Smékalová V, Doskočilová A, Komis G, Šamaj J. (2014) Crosstalk between secondary messengers, hormones and MAPK modules during abiotic stress signalling in plants. Biotechnol Adv. 32(1):2-11. doi: 10.1016/j.biotechadv.2013.07.009.
6) Fan T, Zhai H, Shi W, Wang J, Jia H, Xiang Y, An L. (2013) Overexpression of profilin 3 affects cell elongation and F-actin organization in Arabidopsis thaliana. Plant Cell Rep. 32:149-160.
7) Wang F, Jing Y, Wang Z, Mao T, Samaj J, Yuan M, Ren H. (2009) Arabidopsis profilin isoforms, PRF1 and PRF2 show distinctive binding activities and subcellular distributions. J Integr Plant Biol. 51:113-121.
8) Ramachandran S, Christensen HE, Ishimaru Y, Dong CH, Chao-Ming W, Cleary AL, Chua NH. (2000) Profilin plays a role in cell elongation, cell shape maintenance, and flowering in Arabidopsis. Plant Physiol. 124:1637-1647.
Přílohy volně vložené
-
Přílohy vázané v práci
ilustrace, grafy, tabulky
Převzato z knihovny
Ano
Plný text práce
Přílohy
Posudek(y) oponenta
Hodnocení vedoucího
Záznam průběhu obhajoby
V úvodu obhajoby předseda komise prof. RNDr. Jozef Šamaj, DrSc. 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 diplomové práce studentka zodpověděla uspokojivě, doložila je vypracované v písemné formě v prezentaci a prezentovala také ústně.
V rámci veřejné diskuse zodpověděla následující dotazy položené přítomnými odborníky:
Dr. Křenek: Z jakého počtu opakování a kolik rostlin přesně bylo hodnoceno při působení solného stresu?
Dr. Takáč: Víte, v jakém množství je v transgenní linie nadexprimovaný profilin 2? Jakou metodou by se to dalo ověřit?
Doc. Ovečka: Jakým způsobem bylo kvantitativně vyhodnocena histochemická detekce superoxidu po působení paraquatu?