Role PLD v raných fázích toxického působení hliníku

Abstract

Toxicita hliníkových iontů v kyselých půdách je celosvětově hlavní limitující faktor pro pěstování plodin. Hlavním symptomem toxicity hlinitých iontů je rychlé zastavení růstu kořenů. Mechanismus toxického působení hliníku na rostliny není stále odhalen. V této práci byla řešena otázka, zda fosfolipázy PLDα1 a PLDδ mohou hrát v roli v mechanismu působení hlinitých iontů na kořeny rostlin. Byla porovnávána reakce rostlin postrádajících PLDα a PLDδ na působení hlinitých iontů v hydroponickém roztoku. Nejcitlivější zónou kořenů byla transientní zóna, ve které buňky odumíraly nejdříve. Bylo dále zjištěno, že pldα1 rostliny byly na působení hlinitých iontů méně citlivé, neboť jejich kořeny vykazovaly menší inhibici růstu než WT. Pldδ rostliny se ve své reakci na hliník nelišily od WT rostlin. Během další analýzy reakce pldα1 rostlin bylo zjištěno, že kořenové buňky během toxického působení hliníku byly schopny buněčné expanze, neboť v kořenech rostoucích v médiu s hliníkem vytvářely malformace. Tento jev byl spojen s rychlejší reorientací až depolymerací kortikálních mikrotubulů v reakci na toxické působení u rostlin pldα1 v porovnání s WT rostlinami. Výsledky naznačily, že PLDα1 molekula ovlivňuje stabilitu kortikálních mikrotubulů. V rostlinách postrádající PLDα1 byly mikrotubuly méně stabilní a...

Aluminium toxicity is the main limiting factor in crop production on acid soils. The main symptom of aluminium toxicity is a rapid inhibition of root growth, but the mechanism of root growth cessation remains unclear. In this diploma thesis we deal with the question of whether phospholipases PLDα1 and PLDδ may play a role in the mechanism of aluminium toxicity. We compared the responses of plants lacking PLDα and PLDδ with WT plants. Growth analysis of roots was performed in hydroponic conditions. The most sensitive part of roots was transient zone in which cells were dying earlier. It was further found that pldα1 plants were less sensitive on aluminium toxicity because their roots showed less growth inhibition than WT. Pldδ plants did not differ from WT plants in their response to aluminum. During further analysis of the pldα1 reactions, it was found that the root cells were capable of cell expansion during aluminum toxicity, and the cellular malformations were formed on the roots. This phenomenon was associated with faster reorientation and even depolymerization of cortical microtubules in response to toxic aluminium in pldα plants compared to WT plants. The results indicated that PLDα1 molecule affects the stability of cortical microtubules. Microtubules were less stable and they depolymerized...