Mutace genů biosyntézy brassinosteroidů a jejich vliv na fenotyp rostlin

Abstract

Brassinosteroidy jsou významnou skupinou rostlinných hormonů, jejichž přítomnost v rostlinách ovlivňuje anatomii, morfologii a vývoj rostlin. Jsou obsaženy ve všech vegetativních a hlavně generativních orgánech. Jejich biosyntéza probíhá přes dvě hlavní dráhy pojmenované jako časná C-6 oxidační dráha a pozdní C-6 oxidační dráha. Biosyntéza brassinosteroidů je katalyzována množstvím enzymů převážně ze skupiny cytochromů P450. Mutace genů ovlivňující biosyntézu brassinosteroidů byly zkoumány především u rostlin Arabidopsis thaliana L., Pisum sativum L., Solanum lycopersicum L. a Oryza sativa L. Vlivem mutací dochází ke změnám složení i množství brassinosteroidů v rostlinách. U mutantních rostlin se redukovaný obsah brassinosteroidů projevuje typickým fenotypem, kterým je redukovaný vzrůst, redukovaná velikost rostlinných orgánů a tmavě zelená barva listů. Fenotyp mutantů se dá zvrátit exogenní aplikací brassinosteroidů, která je však zavislá na koncentraci aplikované látky. Při vyšších koncentracích dochází převážně k inhibici růstu kořenů. Klíčová slova: brassinosteroidy, biosyntéza, mutant, fenotyp

Brassinosteroids are important group of phytohormones, whose presence affects anatomy, morphology and development of plants. They occur in all vegetative and mainly generative organs. Brassinosteroids are biosynthesized via two main paths named early C-6 oxidation pathway and late C- 6 oxidation pathway. Brassinosteroid biosynthesis is catalyzed by enzymes from the group of cytochrome P450. Gene mutations - which affect brassinosteroid biosynthesis - have been studied especially in Arabidopsis thaliana L., Pisum sativum L., Solanum lycopersicum L. and Oryza sativa L. Mutations lead to changes in the composition and amount of brassinosteroids in plants. The reduced content of brassinosteroids is manifested by typical phenotype that includes reduced growth, reduced size of plant organs, and dark green leaves in mutant plants. The mutant phenotype can be reversed by exogenous application of brassinosteroids, which is nevertheless dependent on the concentration of the brassinosteroids used. Higher concentrations of brassinosteroids cause mostly inhibition of root elongation. Keywords: brassinosteroids, biosynthesis, mutant, phenotype