Senescence je přirozený proces probíhající ve všech rostlinách. Je řízena genetickým programem rostliny, její iniciaci a průběh však ovlivňuje řada vnitřních a vnějších faktorů. Cytokininy jsou fytohormony, které při zvýšení jejich endogenního obsahu nebo exogenní aplikaci na rostliny či oddělené listy senescenci oddalují, zároveň však stimulují produkci etylenu, který senescenci podporuje. V této práci byl sledován vliv 6-benzylaminopurinu (BAP) a nově připravených cytokininových derivátů odvozených od BAP označených jako 3OHBAPA a 3MeOBAPA na průběh indukované senescence a produkci etylenu v oddělených listových segmentech pšenice a oddělených listech Arabidopsis. Listy a listové segmenty byly uzavřeny do skleněných vialek a inkubovány ve tmě v roztocích BAP a jeho derivátů o koncentraci 10-5 mol.l-1 po dobu šesti dní po oddělení u pšenice a šest, čtyři nebo pět dní u Arabidopsis. Míra potlačení senescence byla poté posuzována na základě měření obsahu chlorofylů a+b a karotenoidů a měření parametru Fv/Fm. Zároveň byla pomocí plynové chromatografie stanovována produkce etylenu oddělenými listy a listovými segmenty. V oddálení senescence u pšenice byl nejúčinnější derivát 3OHBAPA, kdy po aplikaci tohoto derivátu došlo k největšímu zpomalení změn sledovaných parametrů a zároveň byla zaznamenána nejnižší produkce etylenu listovými segmenty. V případě oddělených listů Arabidopsis byl ve zpomalení poklesu obsahu chlorofylu mírně účinnější BAP, ale v zachování funkce fotosyntetického aparátu pak 3MeOBAPA. Produkce etylenu oddělenými listy byla po pětidenní inkubaci v BAP velmi výrazně vyšší oproti ostatním použitým látkám, u nichž byla vzájemně srovnatelná.
Anotace v angličtině
Senescence is a natural process that occurs in all plant organisms. It is controlled by genetic program of the plant, but its initiation and process is influenced by a number of internal and external factors. Cytokinins are phytohormones that can delay senescence by increasing their endogenous content or exogenous application on plants or detached leaves, but at the same time they have a positive effect on the production of ethylene, which supports senescence. In this work, the effect of 6-benzylaminopurine (BAP) and two novel BAP derivatives 3OHBAPA and 3MeOBAPA on progression of induced senescence and production of ethylene in detached wheat leaf segments and Arabidopsis leaves was investigated. Detached leaf segments and leaves were sealed in glass vials and incubated in BAP and its derivatives at a concentration 10-5 mol.l-1 in the dark for six days after detachment in the case of wheat and for six, four or five days in the case of Arabidopsis. The effect of BAP and its derivatives on induced senescence was assessed by measuring the content of chlorophyll a+b and carotenoids and Fv/Fm. Ethylene production by detached leaves and leaf segments was also determined. In the delay of senescence in wheat, the most effective derivative was 3OHBAPA, where the most significant slowing of senescence-induced changes was observed, while the lowest ethylene production was measured. In detached Arabidopsis leaves, BAP was slightly more effective in the chlorophyll retention, but 3MeOBAPA more effectively maintained the function of the photosynthetic apparatus. The production of ethylene was significantly higher after five-day incubation in BAP in comparison with other substances.
Senescence je přirozený proces probíhající ve všech rostlinách. Je řízena genetickým programem rostliny, její iniciaci a průběh však ovlivňuje řada vnitřních a vnějších faktorů. Cytokininy jsou fytohormony, které při zvýšení jejich endogenního obsahu nebo exogenní aplikaci na rostliny či oddělené listy senescenci oddalují, zároveň však stimulují produkci etylenu, který senescenci podporuje. V této práci byl sledován vliv 6-benzylaminopurinu (BAP) a nově připravených cytokininových derivátů odvozených od BAP označených jako 3OHBAPA a 3MeOBAPA na průběh indukované senescence a produkci etylenu v oddělených listových segmentech pšenice a oddělených listech Arabidopsis. Listy a listové segmenty byly uzavřeny do skleněných vialek a inkubovány ve tmě v roztocích BAP a jeho derivátů o koncentraci 10-5 mol.l-1 po dobu šesti dní po oddělení u pšenice a šest, čtyři nebo pět dní u Arabidopsis. Míra potlačení senescence byla poté posuzována na základě měření obsahu chlorofylů a+b a karotenoidů a měření parametru Fv/Fm. Zároveň byla pomocí plynové chromatografie stanovována produkce etylenu oddělenými listy a listovými segmenty. V oddálení senescence u pšenice byl nejúčinnější derivát 3OHBAPA, kdy po aplikaci tohoto derivátu došlo k největšímu zpomalení změn sledovaných parametrů a zároveň byla zaznamenána nejnižší produkce etylenu listovými segmenty. V případě oddělených listů Arabidopsis byl ve zpomalení poklesu obsahu chlorofylu mírně účinnější BAP, ale v zachování funkce fotosyntetického aparátu pak 3MeOBAPA. Produkce etylenu oddělenými listy byla po pětidenní inkubaci v BAP velmi výrazně vyšší oproti ostatním použitým látkám, u nichž byla vzájemně srovnatelná.
Anotace v angličtině
Senescence is a natural process that occurs in all plant organisms. It is controlled by genetic program of the plant, but its initiation and process is influenced by a number of internal and external factors. Cytokinins are phytohormones that can delay senescence by increasing their endogenous content or exogenous application on plants or detached leaves, but at the same time they have a positive effect on the production of ethylene, which supports senescence. In this work, the effect of 6-benzylaminopurine (BAP) and two novel BAP derivatives 3OHBAPA and 3MeOBAPA on progression of induced senescence and production of ethylene in detached wheat leaf segments and Arabidopsis leaves was investigated. Detached leaf segments and leaves were sealed in glass vials and incubated in BAP and its derivatives at a concentration 10-5 mol.l-1 in the dark for six days after detachment in the case of wheat and for six, four or five days in the case of Arabidopsis. The effect of BAP and its derivatives on induced senescence was assessed by measuring the content of chlorophyll a+b and carotenoids and Fv/Fm. Ethylene production by detached leaves and leaf segments was also determined. In the delay of senescence in wheat, the most effective derivative was 3OHBAPA, where the most significant slowing of senescence-induced changes was observed, while the lowest ethylene production was measured. In detached Arabidopsis leaves, BAP was slightly more effective in the chlorophyll retention, but 3MeOBAPA more effectively maintained the function of the photosynthetic apparatus. The production of ethylene was significantly higher after five-day incubation in BAP in comparison with other substances.
1.Vypracujte přehled problematiky o vlivu cytokininů a etylenu na senescenci rostlin, jejich vzájemném působení a změnách jejich obsahu, resp. produkce během senescence.
2.Zvládněte metodiku pěstování a navození indukované senescence listů modelových rostlin (pšenice, Arabidopsis).
3.Zvládněte přípravu rostlinných vzorků pro stanovení produkce etylenu a seznamte se s metodikou stanovení obsahu etylenu.
4.Zvládněte metodiku stanovení obsahu chlorofylů analyticky a pomocí chlorofylmetru SPAD (Konica, Minolta, Japonsko).
5.Zvládněte metodiku měření parametru FV/FM v ploše listu pomocí přístroje FluorCam (PSI, Brno, ČR) včetně zpracování obrázků.
6.Ve spolupráci s Ing. Mikulíkem proveďte stanovení produkce etylenu, měření obsahu chlorofylu (SPAD) a parametru FV/FM (FluorCam) u oddělených listů modelových rostlin během indukované senescence pod vlivem různých derivátů cytokininů.
7.Zpracujte výsledky experimentů a zhodnoťte vliv různých derivátů cytokininů na produkci etylenu v souvislosti se změnami obsahu chlorofylu a funkce fotosystému II během indukované senescence.
8.Sepište bakalářskou práci.
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.Vypracujte přehled problematiky o vlivu cytokininů a etylenu na senescenci rostlin, jejich vzájemném působení a změnách jejich obsahu, resp. produkce během senescence.
2.Zvládněte metodiku pěstování a navození indukované senescence listů modelových rostlin (pšenice, Arabidopsis).
3.Zvládněte přípravu rostlinných vzorků pro stanovení produkce etylenu a seznamte se s metodikou stanovení obsahu etylenu.
4.Zvládněte metodiku stanovení obsahu chlorofylů analyticky a pomocí chlorofylmetru SPAD (Konica, Minolta, Japonsko).
5.Zvládněte metodiku měření parametru FV/FM v ploše listu pomocí přístroje FluorCam (PSI, Brno, ČR) včetně zpracování obrázků.
6.Ve spolupráci s Ing. Mikulíkem proveďte stanovení produkce etylenu, měření obsahu chlorofylu (SPAD) a parametru FV/FM (FluorCam) u oddělených listů modelových rostlin během indukované senescence pod vlivem různých derivátů cytokininů.
7.Zpracujte výsledky experimentů a zhodnoťte vliv různých derivátů cytokininů na produkci etylenu v souvislosti se změnami obsahu chlorofylu a funkce fotosystému II během indukované senescence.
8.Sepište bakalářskou práci.
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.Kučerová Z (2015) Vliv derivátů cytokininů odvozených od močoviny na změny fotosyntetických parametrů během indukované senescence. Diplomová práce, UP Olomouc
2.Dani KGS, Fineschi S, Michelozzi M, Loreto F (2016) Do cytokinins, volatile isoprenoids and carotenoids synergically delay leaf senescence? Plant, Cell& Environment 39, 1103-1111
3.Jespersen D, Yu J, Huang B (2015) Metabolite responses to exogenous application of nitrogen, cytokinin, and ethylene inhibitors in relation to heat-induced senescence in creeping bentgrass. PLoS ONE 10, e0123744
4.Huang H, Jing G, Wang H, Duan X, Qu H, Jiang Y (2014) The combined effects of phenylurea and gibberellins on quality maintenance and shelf life extension of banana fruit during storage. Scientia Horticulturae 167, 36-42
5.Khan M, Rozhon Q, Poppenberger B (2014) The role of hormones in the aging of plants a mini-review. Gerontology 60, 49-55
6.El-Showk S, Ruonala R, Helariutta Y (2013) Crossing paths: cytokinin signalling and crosstalk. Development 140, 1373-1383
7.Mik V, Szüčová L, Spíchal L, Plíhal O, Nisler J, Zahajská L, Doležal K, Strnad M (2011) N9-substituted N6-[(3-methylbut-2-en-1-yl)amino]purine derivatives and their biological activity in selected cytokinin bioassays. Bioorganic & Medicinal Chemistry 19, 7244-7251
8.Mik V, Szüčová L, Šmehilová M, Zatloukal M, Doležal K, Nisler J, Grúz J, Galuszka P, Strnad M, Spíchal L (2011) N9-substituted derivatives of kinetin: Effective anti-senescence agents. Phytochemistry 71, 821-831
9.další časopisecká literatura podle pokynů vedoucí práce.
Seznam doporučené literatury
1.Kučerová Z (2015) Vliv derivátů cytokininů odvozených od močoviny na změny fotosyntetických parametrů během indukované senescence. Diplomová práce, UP Olomouc
2.Dani KGS, Fineschi S, Michelozzi M, Loreto F (2016) Do cytokinins, volatile isoprenoids and carotenoids synergically delay leaf senescence? Plant, Cell& Environment 39, 1103-1111
3.Jespersen D, Yu J, Huang B (2015) Metabolite responses to exogenous application of nitrogen, cytokinin, and ethylene inhibitors in relation to heat-induced senescence in creeping bentgrass. PLoS ONE 10, e0123744
4.Huang H, Jing G, Wang H, Duan X, Qu H, Jiang Y (2014) The combined effects of phenylurea and gibberellins on quality maintenance and shelf life extension of banana fruit during storage. Scientia Horticulturae 167, 36-42
5.Khan M, Rozhon Q, Poppenberger B (2014) The role of hormones in the aging of plants a mini-review. Gerontology 60, 49-55
6.El-Showk S, Ruonala R, Helariutta Y (2013) Crossing paths: cytokinin signalling and crosstalk. Development 140, 1373-1383
7.Mik V, Szüčová L, Spíchal L, Plíhal O, Nisler J, Zahajská L, Doležal K, Strnad M (2011) N9-substituted N6-[(3-methylbut-2-en-1-yl)amino]purine derivatives and their biological activity in selected cytokinin bioassays. Bioorganic & Medicinal Chemistry 19, 7244-7251
8.Mik V, Szüčová L, Šmehilová M, Zatloukal M, Doležal K, Nisler J, Grúz J, Galuszka P, Strnad M, Spíchal L (2011) N9-substituted derivatives of kinetin: Effective anti-senescence agents. Phytochemistry 71, 821-831
9.další časopisecká literatura podle pokynů vedoucí práce.
Přílohy volně vložené
1 CD ROM
Přílohy vázané v práci
ilustrace, grafy, schémata, tabulky
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:
Doc. Komis: Jakým způsobem byly vyjádřeny jednotky kvantitativních parametrů při vyhodnocování změn pigmentů a hormonů a proč byl zvolen způsob vyjádření na plochu a ne na hmotnost?
Doc. Ovečka: V práci byly použité dva nové deriváty cytokininů. Byl už jejich efekt na senescenci listů předtím testován, anebo jsou toto původní a originální výsledky?
Prof. Šamaj: z jakého důvodu se v práci objevili problémy s aktuálností a kompletností literární rešerše.