Studying the dynamics of gene expression and the role of NAC complex in male gametophyte development

Abstract

Tato doktorská práce představuje komplexní studii regulace genové exprese během vývoje samčího gametofytu se zaměřením na transkripční, translační a post-translační úroveň. Práce dále představuje online nástroj GOLEM, který je navržen pro vizualizaci a analýzu distribuce DNA regulačních motivů v genomech různých rostlinných druhů. S využitím transkriptomických dat GOLEM umožňuje studovat genovou expresi v různých pletivech a vývojových stádiích, stejně jako komparativní analýzu napříč různými fylogenetickými skupinami rostlin. Integrací transkriptomických a proteomických dat práce zásadně zlepšuje porozumění dynamice genové exprese ve vývoji samčího gametofytu, identifikuje významné regulační trendy a kategorizuje rodiny genů na základě jejich exprese. Tento komplexní soubor dat poskytuje cenný zdroj pro budoucí genomické studie. Kromě toho jsou v práci diskutovány perspektivy a výzvy dalšího studia regulace genové exprese v samčím gametofytu. Dále práce zkoumá regulační potenciál rodiny proteinů asociovaných s nascentním polypeptidem (NAC) ve vývoji samčího gametofytu, zejména jejich roli v translaci během růstu pylové láčky. Výsledky experimentů naznačují, že snížená exprese NACβ podjednotky způsobuje defekty v růstu pylové láčky. Navíc exprese komplexu NAC během vývoje samčího gametofytu ukazuje...

This Ph.D. thesis presents a comprehensive study of gene expression regulation within the male gametophyte development focusing on transcriptional, translational, and post- translational levels. The research introduces an online tool, GOLEM, designed for the visualization and analysis of motif distribution within the DNA of various plant species. Utilizing RNA-seq data, GOLEM enables the study of gene expression across different tissues and developmental stages, as well as a comparative analysis across the evolution of plant lineages. Through an integrated multi-omics approach, combining transcriptomic and proteomic data, the thesis enriches the understanding of gene expression dynamics in male gametophyte development, identifying significant trends and categorizing gene families based on their expression patterns. This multifaceted dataset provides a valuable resource for future functional genomics studies. Additionally, prospects and challenges of studying gene expression regulation in male gametophyte are discussed. Furthermore, the thesis explores the regulatory potential of the nascent polypetide- associated complex (NAC) protein family in male gametophyte development, particularly their role in translation during pollen tube growth. Experiment results indicate that NACβ subunit knock-down...