Analýza genů indukovaných abiotickým stresem u řepky

Abstract

Šlechtění na odolnost vůči abiotickým stresorům je v současné době jedním z nosných témat šlechtění rostlin. Ve šlechtitelských programech řepky byla v případě selekce rostlin s vyšší odolností abiotickým stresům pozornost po dlouhé období věnována převážně jen popisným morfologickým a fyziologickým parametrům. V rámci této dizertační práce bylo provedeno několik experimentů zaměřených na identifikaci potenciálních genů spojených s reakcí na abiotický stres pomocí metody RT-qPCR (quantitative reverse transcription PCR). Zároveň byla použita metoda SPR (rezonance povrchového plazmonu), moderní optická metoda, která umožňuje studovat velmi nízké koncentrace nativních proteinů i v přítomnosti jiných látek, umožňuje kvantifikaci konkrétních proteinů vazbou na specifické protilátky a u řepky či jiných významných plodin nebyla doposud použita. Protein ERD10 byl pomocí metody rezonance povrchového plazmonu (SPR) identifikován jako protein účastnící se reakce na stres chladem, resp. aklimatizaci. Z výsledků vyplývá, že akumulace proteinu ERD10 ve standartních podmínkách ovlivňuje dynamiku změny jeho akumulace v průběhu stresu chladem. V případě, že hledáme genotypy, které by měly vynikat svou schopností aklimatizovat se i během krátkého teplého podzimu, nabízí se analýza akumulace dehydrinů metodou rezonance povrchového plazmonu jako vhodná metoda pro rychlý, nenáročný a relativně levný skrínink většího množství genotypů ve šlechtitelských kolekcích. Dalšími testovanými geny byly LTI78, RCI2A, NRP1 a dva geny pro hypotetické proteiny. Jejich relativní exprese se v průběhu stresu chladem také výrazně zvyšovala. O funkci těchto genů a proteinů se toho zatím ví velmi málo, proto budou jistě zajímavým předmětem dalších experimentů. Dále byla testována také relativní exprese genů vytipovaných podle výsledků analýzy proteinů metodou MALDI-TOF/TOF u regenerovaných mikrosporových embryí odvozených z rostlin řepky stresovaných simulovaným suchem. Byly testovány geny pro lactoylglutathione lyázu I, fosfolipázu D 1 a peroxiredoxin antioxidázu. U odolnější odrůdy ve standardních podmínkách a na začátku stresu byla naměřena významně nižší exprese genu pro peroxiredoxin antioxidázu. Tento gen bude předmětem našeho dalšího zkoumání jako potenciální marker pro výběr genotypů, které mohou být odolnější stresu suchem.