Fytohormony ovlivňují všechny aspekty života rostlin. Stanovení jejich exaktních hladin je zásadním krokem k poznání jejich funkcí a vzájemné koordinace. Kyselina 1-aminocyklopropan-1-karboxylová (ACC) je přímým prekurzorem fytohormonu etylenu a dosud není známá validovaná metoda pro její měření. Aktuální zkoumání ACC naznačuje jeho potenciál pro kvalifikaci za nový fytohormon. Ostatní zkoumané fytohormony (auxiny, kyselina jasmonová, kyselina abscisová, kyselina salicylová a cytokininy) představují intenzivně studované látky, široce interagující s etylenovou biosyntézou a metabolismem. V této práci byly optimalizovány kroky vedoucí k simultánní kvantifikaci těchto látek pomocí HPLC-MS/MS v modelové rostlině Arabidopsis thaliana. Vzniklá metoda byla porovnána s existujícími a látky byly následně stanoveny v rostlinách ošetřených inhibitory etylenové biosyntetické dráhy. Z výsledků vyplývá úspěšná kvantifikace všech zkoumaných látek, přičemž jejich profil v ošetřených rostlinách byl zásadním způsobem ovlivněn. Tato metoda má proto potenciál otevřít nové možnosti zkoumání etylenové biosyntetické dráhy v rostlinách.
Anotace v angličtině
Phytohormones are involved in every aspect of plant's life. Estimating their levels is a crucial in understanding of their functions and crosstalk. 1-aminocyclopropane-1-carboxylic acid (ACC) is a direct precursor of phytohormone ethylene, with so far no validated method available for its measurement. Actual science shows the potential of this molecule to become a new phytohormone. Other examined hormones (auxins, jasmonic acid, abscisic acid and salicylic acid, cytokinins) are intensively studied, with broad known ethylene biosynthesis interactions. In presented work, the steps leading to simultaneous quantification of these compounds by HPLC-MS/MS in model plant Arabidopsis thaliana were optimized. The resulting method was compared to an existing one and the compounds were estimated in plants treated with ethylene biosynthesis inhibitors. The results show a successful quantification of all studied compounds, with their profile changing significantly in treated plants. This method has therefore a definite potential to open new venues for ethylene biosynthesis study in plants.
Fytohormony ovlivňují všechny aspekty života rostlin. Stanovení jejich exaktních hladin je zásadním krokem k poznání jejich funkcí a vzájemné koordinace. Kyselina 1-aminocyklopropan-1-karboxylová (ACC) je přímým prekurzorem fytohormonu etylenu a dosud není známá validovaná metoda pro její měření. Aktuální zkoumání ACC naznačuje jeho potenciál pro kvalifikaci za nový fytohormon. Ostatní zkoumané fytohormony (auxiny, kyselina jasmonová, kyselina abscisová, kyselina salicylová a cytokininy) představují intenzivně studované látky, široce interagující s etylenovou biosyntézou a metabolismem. V této práci byly optimalizovány kroky vedoucí k simultánní kvantifikaci těchto látek pomocí HPLC-MS/MS v modelové rostlině Arabidopsis thaliana. Vzniklá metoda byla porovnána s existujícími a látky byly následně stanoveny v rostlinách ošetřených inhibitory etylenové biosyntetické dráhy. Z výsledků vyplývá úspěšná kvantifikace všech zkoumaných látek, přičemž jejich profil v ošetřených rostlinách byl zásadním způsobem ovlivněn. Tato metoda má proto potenciál otevřít nové možnosti zkoumání etylenové biosyntetické dráhy v rostlinách.
Anotace v angličtině
Phytohormones are involved in every aspect of plant's life. Estimating their levels is a crucial in understanding of their functions and crosstalk. 1-aminocyclopropane-1-carboxylic acid (ACC) is a direct precursor of phytohormone ethylene, with so far no validated method available for its measurement. Actual science shows the potential of this molecule to become a new phytohormone. Other examined hormones (auxins, jasmonic acid, abscisic acid and salicylic acid, cytokinins) are intensively studied, with broad known ethylene biosynthesis interactions. In presented work, the steps leading to simultaneous quantification of these compounds by HPLC-MS/MS in model plant Arabidopsis thaliana were optimized. The resulting method was compared to an existing one and the compounds were estimated in plants treated with ethylene biosynthesis inhibitors. The results show a successful quantification of all studied compounds, with their profile changing significantly in treated plants. This method has therefore a definite potential to open new venues for ethylene biosynthesis study in plants.
Vytvořit analytickou metodu schopnou extrahovat a detekovat pomocí LC-MS (kapalinová chromatografie - hmotnostní spektrometrie) základní prekurzor etylenu - ACC (1-aminocyklopropan-1-karboxylová kyselina) v rostlinách.
Rozšířit tuto analytickou metodu o simultánní detekci ostatních prekurzorů, případně dalších rostlinných hormonů.
Ověřit vliv stresu suchými/chemickými inhibitory na hladiny těchto prekurzorů.
Zásady pro vypracování
Vytvořit analytickou metodu schopnou extrahovat a detekovat pomocí LC-MS (kapalinová chromatografie - hmotnostní spektrometrie) základní prekurzor etylenu - ACC (1-aminocyklopropan-1-karboxylová kyselina) v rostlinách.
Rozšířit tuto analytickou metodu o simultánní detekci ostatních prekurzorů, případně dalších rostlinných hormonů.
Ověřit vliv stresu suchými/chemickými inhibitory na hladiny těchto prekurzorů.
Seznam doporučené literatury
TAIZ, Lincoln a Eduardo ZEIGER. Plant physiology. 5th ed. Sunderland, MA: Sinauer Associates, 2010. ISBN 978-0878938667.
WEN, Chi-Kuang, ed. Ethylene in Plants [online]. Dordrecht: Springer Netherlands, 2015. DOI: 10.1007/978-94-017-9484-8. ISBN 978-94-017-9483-1.
FRIEDECKÝ, D. a K. LEMR. Úvod do hmotnostní spektrometrie. Klinická Biochemie a metabolismus, 2012, 20(3), 152-157.
Seznam doporučené literatury
TAIZ, Lincoln a Eduardo ZEIGER. Plant physiology. 5th ed. Sunderland, MA: Sinauer Associates, 2010. ISBN 978-0878938667.
WEN, Chi-Kuang, ed. Ethylene in Plants [online]. Dordrecht: Springer Netherlands, 2015. DOI: 10.1007/978-94-017-9484-8. ISBN 978-94-017-9483-1.
FRIEDECKÝ, D. a K. LEMR. Úvod do hmotnostní spektrometrie. Klinická Biochemie a metabolismus, 2012, 20(3), 152-157.