Elongacioni faktor translacije 1A kod krompira (Solanum tuberosum L.): karakterizacija izoformi, ekspresija i uloga u odgovoru biljaka na toplotni stres
Translation elongation factor 1A in potato (Solanum tuberosum L.): characterisation of isoforms, expression, and role in plant response to heat-stress
Апстракт:
Eukariotski elongacioni faktor translacije 1A (eEF1A) je citosolni, multifunkcionalni protein koji ima ključnu ulogu u elongacionoj fazi tokom sinteze proteina, vršeći transport aa-tRNK do mesta A na ribozomima. Pored osnovne funkcije, ovaj elongacioni faktor može učestvovati i u eksportu molekula iz nukleusa, organizaciji citoskeleta, proteolitičkoj degradaciji proteina, kao i posedovati aktivnost molekularnog šaperona. U ovoj tezi ispitan je uticaj visoke temperature na proces tuberizacije, rastenje i razviće, kao i ekspresiju eEF1A u izdancima, listovima i krtolama kod različitih sorti krompira gajenih u kontrolisanim uslovima ili u polju. Pored toga, urađena je i karakterizacija izoformi eEF1A u listovima kod različitih sorti krompira gajenih ex vitro ili u polju. Kod različitih sorti krompira izvršena je procena broja kopija gena koji kodiraju eEF1A, a ekspresija eEF1A gena u uslovima visoke temperature je ispitana kod sorti Désirée i Festival. Analiza zastupljenost eEF1A u mikro- i minikrtolama kod toplotno-osetljive sorte Désirée, je pokazala da u uslovima dugotrajnog toplotnog stresa dolazi do smanjenja zastupljenosti eEF1A, dok sa druge strane kod toplotno-tolerantne sorte Festival, dolazi do povećanja zastupljenosti eEF1A, kako u mikrokrtolama, tako i u starijim minikrtolama. Ovaj rezultat ukazuje na ulogu eEF1A u ublažavanju negativnog uticaja visoke temperature na proces tuberizacije kod krompira. Značajna korelacija ustanovljena je između zastupljenosti eEF1A u listovima krompira gajenih u polju tokom dve izuzetno tople godine (2011. i 2012.) i prinosa krompira. Rezultati eksperimenata u uslovima ex vitro, kao i polju, su pokazali da je relativna molekulska masa eEF1A krompira 49,2 kDa i da ima 5-8 izoformi. Povećanoj zastupljenosti eEF1A u uslovima visoke temperature, najviše su doprinela 2-3 polipeptida/izoforme iz bazne grupe. Genomska analiza je ukazala na postojanje više gena koji kodiraju eEF1A kod krompira, kao i da se ispitivane sorte razlikuju po broju kopija gena. Analiza ekspresije eEF1A gena u minikrtolama toplotno-osetljive sorte Désirée pokazala da je ekspresija većine gena osetljiva na delovanje visoke temperature, te dolazi do značajnog smanjenjenja broja većine eEF1A transkripata u uslovima toplotnog stresa. Sa druge strane, kod toplotno-tolerantne sorte Festival, visoka temperatura je imala blaži efekat na ekspresiju većine eEF1A gena, odnosno zastupljenost pojedinih transkripata se blago povećala ili ostala na nivou kontrole u uslovima visoke temperature. Izuzetak je predstavljao transkript eEF1A-12 gena koji se karakterisao izuzetnom inducibilnošću. Na osnovu dobijenih rezultata može se zaključiti da ekspresija gena eEF1A-12 u uslovima visoke temperature najviše doprinosi povećanju zastupljenosti eEF1A proteina u krtolama toplotno-tolerantne sorte Festival, što otvara mogućnost za njegovo korišćenje u kreiranju novih, termotolerantnih sorti krompira putem klasičnih metoda selekcije ili metoda genetičkog inženjeringa.
Кључне речи:
Krompir; Solanum tuberosum L.; Eukariotski elongacioni faktor 1A; HSP; Toplotni stresИзвор:
University of Belgrade, Faculty of Biology, 2019, 1-142Финансирање / пројекти:
- Развој и примена протеинских маркера у одабиру сорти кромпира отпорних према високим температурама (RS-MESTD-Technological Development (TD or TR)-31049)