Title (srp)

Superoksid-dismutaze krompira (Solanum tuberosum L.): karakterizacija izoformi i ekspresija u uslovima visokih temperatura : doktorska disertacija

Author

Rudić, Jelena, 1983-

Contributor

Cvetić Antić, Tijana, 1976-
Subotić, Angelina, 1965-
Pantelić, Danijel, 1983-
Momčilović, Ivana, 1964-
Janošević, Dušica, 1962-

Description (eng)

Potato (Solanum tuberosum L.) is one of the most important vegetable crops and is verysensitive to high temperatures. Heat stress causes an imbalance in the production and elimination ofreactive oxygen species (ROS) in plant cells, leading to secondary oxidative stress. Superoxidedismutases (SODs) are important antioxidant enzymes involved in the defense of plant cells againstROS, which have not been studied in detail in potato so far. The results of this work revealed that thepotato SOD gene family includes eight genes (StCuZnSOD1-3, StMnSOD and StFeSOD1-4), whosepromoter regions and transcript exon-intron structure were examined in silico. In silico analysis alsoincluded physicochemical characterization of the StSOD proteins, identification of the SOD domains,assessment of the N-terminal signal in the peptides, prediction of the subcellular localization andtertiary structure of StSODs, and revealed the phylogenetic relationships between StSODs and SODsof other plant species. The expression of StSOD was investigated in commercial potato varietiesgrown in vitro during different temperature treatments. All eight StSOD genes were functional, andsix genes were highly expressed. A temperature of 29 °C induced StSOD expression the most. Also,in ex vitro grown plants, an increased expression of StSOD was found under heat stress (30/20°C,day/night), mainly after the 7th day of treatment. It was noted that heat stress predominantly inducesthe expression of genes encoding chloroplast StSODs (StCuZnSOD2, StFeSOD2 and StFeSOD3) inleaves, genes encoding cytosolic (StCuZnSOD1) and mitochondrial (StMnSOD) StSODs in stolons,while it had no significant effect on the expression of StSODs in other organs. The obtained resultsindicate that StSOD plays an important role in the antioxidant protection of potato leaf and stoloncells under high temperature.

Description (srp)

Krompir (Solanum tuberosum L.) je među najznačajnijim poljoprivrednim usevima i veomaje osetljiv na visoke temperature. Kao posledica toplotnog stresa dolazi do disbalansa u produkciji ieliminaciji reaktivnih vrsta kiseonika (ROS) u biljnim ćelijama, odnosno pojave sekundarnog,oksidativnog stresa. Superoksid-dismutaze (SOD) su važni antioksidativni enzimi uključeni uodbranu biljnih ćelija od ROS, a koji do sada nisu detaljno izučeni kod krompira. Rezultati ovog radasu pokazali da SOD genska familija krompira obuhvata osam gena (StCuZnSOD1-3, StMnSOD iStFeSOD1-4), čiji su promotorski regioni i egzon-intron struktura transkripata ispitani in silico. Insilico analiza je obuhvatila i fizičko-hemijsku karakterizaciju StSOD proteina, identifikaciju SODdomena, procenu prisustva N-terminalnog signala u peptidima, predikciju subćelijske lokalizacije itercijarne strukture StSOD, a utvrđeni su i filogenetski odnosi između StSOD i SOD drugih biljnihvrsta. Ekspresija StSOD ispitivana je kod komercijalnih sorti krompira gajenih in vitro tokomrazličitih temperaturnih tretmana. Pokazano je da su svih osam StSOD gena funkcionalni, kao i da sušest gena visoko eksprimirani. Temperatura od 29 °C je najviše indukovala StSOD ekspresiju.Takođe, kod ex vitro gajenih biljaka ustanovljena je povećana ekspresija StSOD u uslovima toplotnogstresa (30/20°C, dan/noć), i to uglavnom nakon 7. dana tretmana. Zapaženo je da toplotni stresindukuje ekspresiju gena za hloroplastne StSOD (StCuZnSOD2, StFeSOD2 i StFeSOD3) u listovima,citosolne (StCuZnSOD1) i mitohondrijalne (StMnSOD) StSOD u stolonima, dok na ekspresiju StSODu drugim organima nije imao značajnijeg uticaja. Dati rezultati ukazuju da StSOD imaju važnu uloguu antioksidativnoj zaštiti ćelija listova i stolona krompira u uslovima visokih temperatura.

Description (srp)

Biologija - Fiziologija i molekularna biologija biljaka / Biology- Plant Physiology and Molecular Biology Datum odbrane: 04.07.2023.

Object languages

Serbian

Date

2023

Rights

This work is licensed under a
CC BY-NC-ND 3.0 AT - Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Austria License.

http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/at/legalcode

Subject

OSNO - Opšta sistematizacija naučnih oblasti, Fiziologija biljaka

krompir, Solanum tuberosum L., superoksid-dismutaze, toplotni stres, oksidativni stres, antioksidativni enzimi

581.1:577.2(043.3)

OSNO - Opšta sistematizacija naučnih oblasti, Fiziologija biljaka

potato, Solanum tuberosum L., superoxide dismutases, heat stress, oxidative stress, antioxydative enzymes