The role of Arabidopsis MAP kinase kinase kinase 18 in regulation of abscisic signalling pathway

Wydział BiologiiKinazy aktywowane mitogenami (MAP) tworzą u roślin rozbudowane ścieżki sygnałowe w formie kaskad - sygnał przekazywany jest poprzez fosforylację kolejnych kinaz MAP. Aktywne MAPKKK fosforylują specyficzne MAPKK, które fosforylują kinazy MAPK. Kinazy MAP są zaangażowane w odpowiedź na stres, zarówno o podłożu biotycznym, jak i abiotycznym. ABA jest fitohormonem silnie związanym z odpowiedzią na stresy środowiskowe. Poziom ABA reguluje m.in. kiełkowanie nasion, elongację korzeni i ruchy aparatów szparkowych. Obiektem badań zawartych w pracy jest MAPKKK18, kinaza MAP u Arabidopsis, której ekspresja jest zależna od aktywności rdzeniowej sygnalizacji ABA. W niniejszej pracy podjęto próbę określenia mechanizmów regulujących aktywność MAPKKK18 i opisania funkcji MAPKKK18 w sygnalizacji ABA. W toku badań nie zaobserwowano zmiany aktywności MAPKKK18 pod wpływem fitohormonów innych niż ABA. Udokumentowano zmianę lokalizacji subkomórkowej MAPKKK18 w wyniku indukcji ABA. Udowodniono również, że MAPKKK18 oddziałuje bezpośrednio z fosfatazą ABI1 i kinazą SnRK2.6/OST1. Na podstawie tych wyników postanowiono zbadać wpływ aktywności genu MAPKKK18 na fenotypy powiązane z sygnalizacją ABA i wykazano wpływ MAPKKK18 na siłę kiełkowania nasion i ruchy aparatów szparkowych. MAPKKK18 jest również zaangażowana w regulację procesu tworzenia aparatów szparkowych i wpływa na liczbę aparatów szparkowych na w epidermie Arabidopsis poprzez ścieżkę niezależną od kaskady kinaz MAP rozpoczynającej się od kinazy YODA.In plants mitogen-activated protein kinases (MAPK) cascades are conserved and complex signal transduction modules - active MAPKKKs phosphorylate specific MAPKKs, that phosphorylate MAPKs. MAPK cascades are involved in response to biotic and abiotic stress conditions. Plant hormone abscisic acid (ABA) is involved in response to stress. ABA abundance regulate seed germination, root elongation and stomatal. Here we focus on MAPKKK18, which expression is regulated by ABA. To establish MAPKKK18 as an element of ABA signalosome, mechanism behind MAPKKK18 activation was analyzed and functional analysis of MAPKKK18 in ABA-regulated process was performed. Analyses presented in this dissertation demonstrate that ABA activated-MAPKKK18 interacts with elements of the ABA core signaling pathway - ABI1 PP2C and SnRK2.6/OST1. MAPKKK18 activation profiles were analyzed and no increase in kinase activity upon ethylene, salicylic acid and jasmonic acid was identified. Interestingly, MAPKKK18 is exported from the nucleus to cytoplasm upon ABA stimulation. MAPKKK18 is involved in regulation of ABA-related phenotypes, like seed germination and stomatal closure. MAPKKK18 also affects stomatal density in Arabidopsis cotyledons. Importantly, MAPKKK18-dependent regulation of stomatal density is independent YODA kinase cascade