Kyselina gamma-aminomáselná (GABA) je neproteinogenní aminokyselina, k jejíž akumulaci v rostlinách dochází v odpovědi na řadu biotických a abiotických stresů. Cílem této práce bylo prozkoumat úlohu GABA metabolismu v růstu A. thaliana za solného stresu. Knockoutované rostliny s T-DNA inzercí v devíti genech metabolismu GABA byly selektovány na plotnách s antibiotikem a poté genotypovány pomocí PCR. Homozygotní rostliny byly získány v případě sedmi genů. Růst a další fenotypové vlastnosti těchto homozygotních linií byly posouzeny za kontrolních podmínek a podmínek solného stresu s využitím fenotypování. Mezi liniemi byly identifikovány fenotypové odlišnosti. Dle našich výsledků se geny GAD1, GAD4, GABA-T a GLYR2 podílely na růstu rostlin, zatímco gad3 mutanti vykazovali fenotyp odlišný od ostatních mutantních linií. V budoucnosti by mohl být proveden další experiment s využitím různých koncentrací soli.
Anotace v angličtině
Gamma-aminobutyric acid (GABA) is a non-proteinogenic amino acid which, in plants, rapidly accumulates in response to a variety of biotic and abiotic stresses. The aim of this thesis was to investigate the role of GABA metabolism in the growth of A. thaliana under salt stress. Knockout plants with T-DNA insertion in nine GABA metabolism genes were selected on plates with antibiotics and then genotyped by PCR. Homozygous plants were successfully obtained for seven genes. The growth and other phenotypic related traits of these homozygous lines were evaluated under control and salt stress conditions using phenotyping approaches. Phenotypical differences among the lines were identified. According to our results, GAD1, GAD4, GABA-T and GLYR2 genes were involved in plant growth, while the gad3 mutants showed a phenotype different from other mutant lines. In the future, another experiment using different concentrations of salt could be performed.
Kyselina gamma-aminomáselná (GABA) je neproteinogenní aminokyselina, k jejíž akumulaci v rostlinách dochází v odpovědi na řadu biotických a abiotických stresů. Cílem této práce bylo prozkoumat úlohu GABA metabolismu v růstu A. thaliana za solného stresu. Knockoutované rostliny s T-DNA inzercí v devíti genech metabolismu GABA byly selektovány na plotnách s antibiotikem a poté genotypovány pomocí PCR. Homozygotní rostliny byly získány v případě sedmi genů. Růst a další fenotypové vlastnosti těchto homozygotních linií byly posouzeny za kontrolních podmínek a podmínek solného stresu s využitím fenotypování. Mezi liniemi byly identifikovány fenotypové odlišnosti. Dle našich výsledků se geny GAD1, GAD4, GABA-T a GLYR2 podílely na růstu rostlin, zatímco gad3 mutanti vykazovali fenotyp odlišný od ostatních mutantních linií. V budoucnosti by mohl být proveden další experiment s využitím různých koncentrací soli.
Anotace v angličtině
Gamma-aminobutyric acid (GABA) is a non-proteinogenic amino acid which, in plants, rapidly accumulates in response to a variety of biotic and abiotic stresses. The aim of this thesis was to investigate the role of GABA metabolism in the growth of A. thaliana under salt stress. Knockout plants with T-DNA insertion in nine GABA metabolism genes were selected on plates with antibiotics and then genotyped by PCR. Homozygous plants were successfully obtained for seven genes. The growth and other phenotypic related traits of these homozygous lines were evaluated under control and salt stress conditions using phenotyping approaches. Phenotypical differences among the lines were identified. According to our results, GAD1, GAD4, GABA-T and GLYR2 genes were involved in plant growth, while the gad3 mutants showed a phenotype different from other mutant lines. In the future, another experiment using different concentrations of salt could be performed.
Cílem práce je vyselektovat mutantní rostliny Arabidopsis thaliana s inzercí v celkem devíti genech metabolismu GABA (glutamát dekarboxyláza - GAD1-5; GABA transamináza - GABA-T; sukcinát semialdehyd dehydrogenáza - SSADH; NADPH-dependentní glyoxylát-reduktáza - GLYR1 a GLYR2). Tato in vitro selekce transgenních rostlin bude následovaná genotypizací pomocí PCR. Poté budou rostliny vystaveny působení stresů (zasolení, sucho, oxidační stres, chlad) a hormonů a bude provedena jejich fenotypizace (nadzemní část rostliny na fenotypizační lince, charakterizace kořenů pomocí in vitro kultur).
Zásady pro vypracování
Cílem práce je vyselektovat mutantní rostliny Arabidopsis thaliana s inzercí v celkem devíti genech metabolismu GABA (glutamát dekarboxyláza - GAD1-5; GABA transamináza - GABA-T; sukcinát semialdehyd dehydrogenáza - SSADH; NADPH-dependentní glyoxylát-reduktáza - GLYR1 a GLYR2). Tato in vitro selekce transgenních rostlin bude následovaná genotypizací pomocí PCR. Poté budou rostliny vystaveny působení stresů (zasolení, sucho, oxidační stres, chlad) a hormonů a bude provedena jejich fenotypizace (nadzemní část rostliny na fenotypizační lince, charakterizace kořenů pomocí in vitro kultur).
Seznam doporučené literatury
Podlešáková K., Ugena L., Spíchal L., Doležal K., De Diego N. (2018): Phytohormones and polyamines regulate plant stress responses by altering GABA pathway. New Biotechnology.
Fait A., Fromm H., Walter D. (2008): Highway or byway: the metabolic role of the GABA shunt in plants. Trends in Plant Science 13: 14-19.
Jalil S. U., Ahmad, I., Ansari, M. I. (2017): Functional loss of GABA transaminase (GABA-T) expressed early leaf senescence under various stress conditions in Arabidopsis thaliana. Current Plant Biology 9-10: 11-22.
Seznam doporučené literatury
Podlešáková K., Ugena L., Spíchal L., Doležal K., De Diego N. (2018): Phytohormones and polyamines regulate plant stress responses by altering GABA pathway. New Biotechnology.
Fait A., Fromm H., Walter D. (2008): Highway or byway: the metabolic role of the GABA shunt in plants. Trends in Plant Science 13: 14-19.
Jalil S. U., Ahmad, I., Ansari, M. I. (2017): Functional loss of GABA transaminase (GABA-T) expressed early leaf senescence under various stress conditions in Arabidopsis thaliana. Current Plant Biology 9-10: 11-22.
Přílohy volně vložené
-
Přílohy vázané v práci
-
Převzato z knihovny
Ano
Plný text práce
Přílohy
Posudek(y) oponenta
Hodnocení vedoucího
Záznam průběhu obhajoby
Obhajobu diplomové práce studentky Bc. Jany Zachovalové zahájil prof. RNDr. Milan Navrátil, CSc. Studentka seznámila komisi s hlavními částmi a výsledky své práce.
Následovalo přečtení posudku vedoucí práce Nurie De Diego Sanchez, Ph.D. a oponentky Dr. Cintie Marchetti.
Studentka pak reagovala na připomínky a dotazy.
Prezentace studentky obsahovala tato témata:
- Gama-aminobutyric acid in plants
- GABA metabolism
- Design of experiments, genotyping
- Non-invasive phenotyping
- Selection of homozygots for GABA genes
- Reaction to salt stress, plant growth - differences in homozygotes´ phenotype
V rozpravě byly uvedeny následující připomínky či nastoleny tyto problémy:
- Reasons for the different reaction of pop2-1 and pop2-5 GABA mutants to salt stress, factors influencing their distinct response.
- Application of salt stress at 21 DAS, reasons for the selected methodology.
- Mutants suitable for the understanding of the mechanism of action GABA during salt stress, suggestion of crosses between mutants obtained by student.
- Induction of salt stress, using of destile water as negative control
Studentka na dotazy položené oponentkou práce a členy komise reagovala věcně, pohotově, se znalostí problematiky.