Functional characterization of cell wall integrity mutants in Arabidopsis thaliana
Master thesis
Permanent lenke
https://hdl.handle.net/11250/3146364Utgivelsesdato
2024Metadata
Vis full innførselSamlinger
- Institutt for biologi [2616]
Sammendrag
Planter, som stasjonære organismer, må tilpasse seg sitt stadig skiftende miljø. Celleveggen gir strukturell støtte under utvikling og vekst, samtidig som den fungerer som en beskyttende barriere mot abiotisk og biotisk stress. For å opprettholde celleveggintegriteten (CWI) bruker plantecellen en mekanisme som overvåker og reagerer på svekkelse av celleveggen, kjent som CWI-vedlikeholds mekanismen. Selv om vår forståelse av komponentene og funksjonen til denne mekanismen har forbedret seg, er den fortsatt ikke fullstendig. I denne studien ble tre forhåndsvalgte og potensielle CWI-relaterte gener i Arabidopsis thaliana, BZIP25, CIL1 og BLUEJAY, karakterisert og undersøkt for å se om de er involvert i CWI-vedlikehold.
Først ble homozygote planter for T-DNA-innsettinger isolert og effekten av innsettingene ble verifisert gjennom genekspresjonsanalyse, der alle innsettingslinjer, spesielt bzip25, viste reduserte genekspresjonsnivåer sammenlignet med villtypen. En fenotypisk analyse ble utført som involverte rotlengde som respons på celleveggskade (CWD)- og hyperosmotisk stress indusert ved bruk av isoxaben (ISX) og sorbitol. Innsettingslinjene viste betydelig redusert rotlengde under ikke-stressende forhold, men ingen tydelig forskjell under stressbehandling, noe som tyder på at disse genene er involverte i rotutvikling, men ikke som respons på testet stress. I tillegg ble det utført en bioanalyse av salisylsyre (SA) for å undersøke effekten av innsettingene på SA-produksjon indusert av behandling med ISX (en cellulosebiosyntese-hemmer). Interessant nok viste bluejay frøplanter betydelig reduserte SA-nivåer sammenlignet med villtypen, mens bzip25 og cil1 ikke viste noen signifikant forskjell. Dette antyder at BLUEJAY kan spille en viktig rolle i SA-signalveien under stresseksponering. Plants, as stationary organisms, must adapt to their ever-changing environment. The cell wall provides structural support during development and growth, while also acting as a protective barrier against abiotic and biotic stress. To maintain the cell wall integrity (CWI) the plant cell uses a mechanism that monitors and respond to cell wall impairment, known as the CWI maintenance mechanism. Although our understanding of the components and the functioning of this mechanism has advanced, it is still not complete. This project characterized and investigated three pre-selected potential CWI-related genes in Arabidopsis thaliana, BZIP25, CIL1 and BLUEJAY, to determine their involvement in CWI maintenance.
First, homozygous plants for T-DNA insertions were isolated and insertion effects verified through gene expression analysis, revealing that all insertion lines, and particularly bzip25, exhibited reduced gene expression levels compared to the wildtype. A phenotypic analysis was conducted involving root length in response to cell wall damage (CWD)- and hyperosmotic stress induced using isoxaben and sorbitol. The insertion lines showed significantly reduced root length in non-stressed condition, but no pronounced difference in response to stress treatments, suggesting these genes are involved in root development but not in response to stresses tested. Additionally, a salicylic acid (SA) biosensor analysis was performed to investigate the effect of the insertion lines on SA production induced by isoxaben (a cellulose biosynthesis inhibitor) treatment. Interestingly, bluejay seedlings exhibited significantly reduced SA levels compared to wildtype, while bzip25 and cil1 showed no significant differences. This suggests that BLUEJAY might play an important role in the SA signaling pathway during stress exposure.