Metabolic pathways involved in the regulation of bioactive cytokinin levels in plants

Abstract

SummarySummarySummarySummary Cytokinins (CKs) are important group of plant hormones involved in a wide range of physiological and developmental processes. Endogenous levels of CKs as well as proportions of individual CK forms and derivatives are not constant and differ among plant species. The amounts of biological active CK forms (free bases and ribosides) are regulated through tangled machinery of metabolic conversions including biosynthesis, conjugation and degradation pathways. The main object of this thesis was to characterize the metabolic pathways involved in the regulation of bioactive CK levels in plants especially via CK biosynthesis with aspect to the environmental stimuli and via N- glucosylation pathway. It was shown, that light signal is an important input for modulating some CK-related genes and CK levels in Arabidopsis plants. The complex diurnal expression profiles of CK-biosynthetic genes (AtIPT1 - AtIPT9) in Arabidopsis plants indicated a strong dependence of AtIPT1 and AtIPT5 on light/dark phase in leaf rossetes. In contrast, no diurnal oscillation of AtIPT transcript levels was recorded in roots. Although the content of endogenous CKs was not constant in plants and varied during a day, no statistically significant correlation between light/dark cycle and oscillation in CK levels was...

SouhrnSouhrnSouhrnSouhrn Cytokininy (CK) představují významnou skupinu rostlinných hormonů zapojených do širokého spektra fyziologických a vývojových procesů. Endogenní hladiny stejně jako obsah jednotlivých forem CK a jejich derivátů nejsou konstantní a liší se v rámci rostlinných druhů. Množství biologicky aktivních CK forem (volné báze a ribosidy) jsou regulovány na úrovni spletitých metabolických přeměn, mezi něž patří dráhy biosyntézy, tvorby konjugátů a nevratné degradace. Hlavním cílem této disertační práce bylo charakterizovat metabolické dráhy zapojené do regulace bioaktivních hladin CK v rostlinách, zejména prostřednictvím biosyntézy CK s ohledem k podnětům vnějšího prostředí a N-glukosylační dráhy. Bylo zjištěno, že světelný signál je významným podnětem modulujícím některé CK-geny a hladiny CK v rostlinách Arabidopsis. Komplexní denní profily CK-biosyntetických genů (AtIPT1 - AtIPT9) v rostlinách Arabidopsis naznačují silnou závislost AtIPT1 a AtIPT5 na fázi světlo/tma v listových růžicích. Oproti tomu nebyla zaznamenána žádná denní oscilace transkripčních hladin AtIPT v kořenech. Ačkoliv obsah endogenních hladin CK nebyl konstantní a lišil se během dne, žádná statisticky významná korelace mezi cyklem světlo/tma a oscilací hladin CK nebyla zjištěna v listech ani v kořenech. Použitím světelných...