A transcriptomic-based comparison of barley cultivars differing with respect to their low temperature acclimation capacity

Abstract

V disertační práci se zabývám porovnáním transkriptomických profilů odrůd ječmene (Hordeum vulgare L.) s odlišnou schopností chladové aklimatizace, a to na úrovni listu a odnožovacího uzle (OU). Odnožovací uzel jsem zvolila proto, že pro přezimování ozimých obilovin je to zásadní orgán. Abych pokryla první i druhou fázi aklimatizace, zvolila jsem tři týdny otužování při +3řC následované jedním dnem při -3řC. Mrazové poškození jsem měřila metodou konduktometrie (Publikace 2 a 3) s použitím optimalizovaného protokolu, který popsal Prášil a Zámečník (1998). Stejný protokol byl přizpůsoben pro sledování přírůstku mrazem poškozených rostlin (Publikace 2); pro tento účel byly testované rostliny po mrazovém cyklu zasazeny, seříznuty nad OU a byl sledován přírůstek a míra přežití během dalšího týdne. Pro transkriptomické analýzy jsem zvolila platformu DNA čipů Affymetrix (Close et al. 2004) a pro jejich následnou analýzu programy R, MAS 5.0 (Ihaka a Gentleman 1996, Publikace 2 i 3), Gene Spring GX 7.3 (Agilent Technologies, Santa Clara CA; Publikace 2) a MapMan (http://mapman.gabipd.org; Thimm et al. 2004; Usadel et al. 2005; Publikace 2), "Self- Organizing Maps" algoritmus (Kohonen et al. 1996; Publikace 3), MIPS FunCat (Ruepp et al. 2004; http://mips.gsf.de/projects/funcat; Publikace 2). První část...

The PhD thesis is focused on a transcriptomics-based comparison of barley cultivars differing with respect to their low temperature acclimation capacity, with a particular focus on genes transcribed in the leaf and crown. The crown was of interest because of its importance for the winter survival of the plant. To involve both the first and the second phase of hardening, the test plants were exposed first to +3řC for 21 days, followed by - 3řC for one day. Freezing damage was assessed by measuring electrolyte leakage (Papers 2 and 3), using a modified version of a protocol developed by Prášil and Zámečník (1998). The same protocol was adapted to evaluate crown regrowth (Paper 2); for this purpose, the plants were cooled, then replanted and cut above the crown, and their survival rate calculated over the following week. Each RNA sample was queried by hybridization to an Affymetrix 22 K Barley1 GeneChip Genome Array (Close et al. 2004). The data were statistically analysed with the help of the software packages R, MAS 5.0 (Ihaka & Gentleman 1996) (Papers 2 and 3), Gene Spring GX 7.3 (Agilent Technologies, Santa Clara CA) and MapMan (Thimm et al. 2004; Usadel et al. 2005) (Paper 2), the "Self-Organizing Maps" algorithm (Kohonen et al. 1996) (Paper 3) and MIPS FunCat (Ruepp et al. 2004) (Paper 2). Paper...