Vliv biotického stresu na metabolismus sacharidů rostlin tabáku (Nicotiana tabacum L.)

Abstract

Rostliny vyvinuly řadu strategií, které jim umožňují minimalizovat negativní působení okolního prostředí. V důsledku působení stresu dochází často k ovlivnění metabolismu sacharidů, a to na úrovni exprese a aktivity enzymů i koncentrace různých metabolitů. Mezi klíčové enzymy metabolismu sacharidů patří β-fruktosidasa. Cílem této práce bylo zjistit, zda je v rostlinách tabáku aktivita jejích izoforem (cytoplazmatické, vakuolární a extracelulární) ovlivněna infekcí způsobenou Y virem bramboru (PVY). Bylo ukázáno, že na aktivitu cytoplazmatické β-fruktosidasy nemá přítomnost PVY vliv, aktivita dalších dvou izoforem však byla v průběhu virové infekce zvýšena. Je proto pravděpodobné, že vakuolární a extracelulární β-fruktosidasa souvisí s obranou rostlin proti virové infekci. Byl zkoumán vliv PVY na další enzymy metabolismu sacharidů a na obsah řady metabolitů. Aktivita α-amylasy a fosforylasy, enzymů degradujících škrob, byla v průběhu virové infekce výrazně zvýšena; tímto způsobem rostlinné buňky pravděpodobně získávají glukosu, která je při stresu důležitá především jako zdroj energie a metabolitů pro biosyntetické reakce, případně jako signalizační molekula. Mírné zvýšení bylo detekováno také u dalších hydrolytických enzymů, β-hexosaminidasy a β-glukosidasy. V infikovaných rostlinách tabáku nebyla...

Plants have developed a number of ways how to minimise negative influence of the environment. As a consequence of stress action, plants carbohydrate metabolism is quite often influenced, esp. on the level of expression and activities of different enzymes and also several metabolites concentration. One of key enzymes of carbohydrate metabolism is invertase. The aim of this work was to find out, whether the activity of its isoforms (cytoplasmic, vacuolar and extracellular) in tobacco plants is influenced by Potato virus Y (PVY). It was shown, that activity of cytoplasmic invertase was not affected, but the activity of vacuolar and extracellular isoform was enhanced during potyviral infection. Hence, it is likely, that vacuolar and extracellular invertases are related to plant antiviral defence. The effect of PVY on other enzymes of carbohydrate metabolism and several metabolites content was studied. Activity of α-amylase and phosphorylase, starch-degrading enzymes, was strongly enhanced during potyviral infection. That is probably how plant cells get glucose, which is a key source of energy and metabolites for biosynthesis of different compounds. It may also serve as a signal molecule. Activity of other hydrolytic enzymes, β-glucosidase and β-hexosaminidase, was also slightly increased. There was no...