Interakce 2,4-D a etylénu v růstu tabákové BY-2 suspenze Kateřina Muselíková Vedoucí práce: Ing. RNDr. Marek Klemš, Ph.D. Mendelova univerzita v Brně březen 2012

Cíl práce studium hormonální regulace růstu BY-2 buněčné suspenze určení významu vybraných růstových regulátorů a fytohormonů (2,4-D a etylénu) 3) hodnocení působení 2,4-D na buněčnou suspenzi z hlediska: růstu suspenze morfologických změn a znaků apoptózy viability buněk indukce tvorby etylénu a prekurzoru etylénu (ACC) (pro posouzení vzájemných interakcí) e) stanovení obsahu 2,4-D v buňkách a médiu v průběhu kultivace

BY-2 tabáková buněčná suspenze

3 fáze růstu buněčné suspenze Stacionární fáze Růstová fáze Lag fáze

Studium BY-2 suspenze - experiment 4 koncentrace 2,4-D v tekutém médiu Experimentální: 0,1 µM; 10 µM; 100 µM Kontrolní: 1 µM výchozí suspenze – mezofyl listů tabáku odrůdy „Bright Yellow“ subkultivace suspenze probíhala do tekutého média LS (LINSMAYER A SKOOG, 1964), 30 g/l sacharóza, 1 μM 2,4-D, pH 5,7 6-denní kultivace na LS médiu, na třepačce INFORS AG CH-4103 při 96 rpm každodenní hodnocení určených parametrů

Závislost růstu BY-2 suspenze na koncentraci 2,4-D v médiu a době jejího působení

Stanovení životnosti buněk po 24 h 0,1 µM 2,4-D 1 µM 2,4-D - kontrola 10 µM 2,4-D 100 µM 2,4-D zv. 1000 x

Morfologie buněk po 48 h 0,1 µM zv. 100x 1 µM - kontrola zv. 100x

Morfologie buněk po 72 h 0,1 µM zv. 100x, 400x 1 µM - kontrola zv. 100x , 400x 10 µM zv. 100x, 400x 100 µM zv. 100x, 400x

Stanovení životnosti buněk po 72 h 0,1 µM 2,4-D 1 µM 2,4-D - kontrola 10 µM 2,4-D 100 µM 2,4-D zv. 1000 x

Morfologie buněk po 6 dnech 0,1 µM zv. 100x 1 µM - kontrola zv. 100x 10 µM zv. 100x 100 µM zv. 100x

Buňky BY-2 ve stacionární fázi 10 µM zv. 400x 1 µM - kontrola zv. 400x Stacionární fáze Růstová fáze Lag fáze 0,1 µM zv.400x 100 µM zv.400x

hypotéza V  průběhu kultivace suspenze BY-2 odvozené z  mezofylu listů tabáku odrůdy „Bright Yellow“ dochází k  akumulaci amorfního materiálu v  buněčných stěnách a k  jejich zesílení v  závislosti na koncentraci 2,4-D (0,1; 1; 10 a 100 μM)(viz. fotografie níže). Hypoteticky lze předpokládat možný vliv 2,4-D na tvorbu a akumulaci pektinových polysacharidů ve střední lamele. Nepřetržité promíchávání suspenze, přítomná sacharóza v  médiu a slabě kyselé pH média mohou být faktory, které současně podporují jejich želírovací schopnost a tvorbu charakteristických buněčných řetízků. Zvýšená tvorba pektinových oligomerů může být dále zkoumána specifickými barvícími technikami (např. ruthenium red, nebo jiné), nebo může být stanovena kolorimetricky.

Morfologie buněk po 6 dnech 0,1 µM zv. 100x 1 µM zv. 100x 10 µM zv. 100x 100 µM zv. 100x

Stanovení životnosti buněk po 6 dnech 0,1 µM 2,4-D 1 µM 2,4-D - kontrola 100 µM 2,4-D 10 µM 2,4-D zv. 1000 x

Vztah mezi růstem a PCD buněk BY-2 k1 – rychlost růstu buněk BY-2 k2 – rychlost PCD 0,1mM 2,4-D k1 = k2 = 0 1 a 10mM 2,4-D k1 > k2 100mM 2,4-D k1 = k2 ≠ 0

Stimulace etylénu působením 2,4-D Obecné jevy: Nízké koncentrace auxinu stimulují tvorbu etylénu Vysoké koncentrace auxinu inhibují tvorbu etylénu

Obsah ACC a etylénu v buňkách BY-2

Shrnutí, diskuse a vize do budoucna 2,4-D má v agronomii duální charakter (auxin/herbicid) koncentrace 2,4-D je důležitým faktorem pro její působení v rostlině 4 studované koncentrace 2,4-D vykazují 3 různé efekty koncentrace 2,4-D ovlivňují metabolickou dráhu syntézy etylénu realizace experimentů přinesla spousty dalších otázek ke studovanému systému možnosti a návrhy nových experimentů k upřesnění pochodů ve studovaném systému

Poděkování