Zur Kurzanzeige

I. Etablierung eines induzierbaren Suizidsystems zur Identifizierung von Mutanten der salizylsäureabhängigen Signaltransduktion II. Expression von tierischen Signaltransduktionskomponenten in Tabak zur Herstellung eines induzierbaren Expressionssystems

dc.contributor.advisorGatz, Christiane Prof. Dr.de
dc.contributor.authorBrenner, Wolframde
dc.date.accessioned2012-04-16T14:46:37Zde
dc.date.available2013-01-30T23:50:27Zde
dc.date.issued2002-09-04de
dc.identifier.urihttp://hdl.handle.net/11858/00-1735-0000-0006-ABED-8de
dc.identifier.urihttp://dx.doi.org/10.53846/goediss-99
dc.description.abstractIm Rahmen der Abwehrreaktion gegen Pathogene kommt es in Pflanzen zu einem Anstieg der Salizylsäurekonzentration. Als Antwort auf dieses Signal wird die Transkription einer Reihe von Abwehrgenen über eine noch weitgehend unbekannte Signaltransduktion aktivert. Dabei unterscheidet man zwischen frühen" und späten" Abwehrgenen. Die frühen" Abwehrgene werden bereits zwei Stunden nach dem Salizylsäuresignal aktiviert, die späten" erst nach 24 Stunden. Eine gemeinsame Eigenschaft der Promotoren früher" und später" Abwehrgene ist die Anwesenheit eines charakteristischen cis-Elements, des as-1- Elements. Ein synthetischer Promotor, der eine oder mehrere Kopien des as-1-Elements enthält, weist dieselbe Expressionskinetik wie die frühen" Abwehrgene auf.Im Rahmen dieser Arbeit sollten Arabidopsis-Mutanten selektiert werden, welche besonders die frühen" Abwehrgene nicht mehr aktivieren können. Zur Selektion wurde ein Promotor aus fünf as-1-Elementen (5×as-1-Promotor) mit einem neuartigen dominant negativen Selektionsmarker kombiniert. Dieser codiert für eine Deacetylase, welche die Umsetzung eines ungiftigen Proherbizids in das Herbizid BASTA katalysiert. Um zwischen Mutanten im Deacetylasegen und Mutanten in der Signaltransduktionkette unterscheiden zu können, wurde die β-Glucuronidase unter der Kontrolle des gleichen Promotors als zweites Reportergen eingebracht.Das regulatorische Protein NPR1 ist eine entscheidende Komponente bei der durch Salizylsäure induzierten Aktivierung der späten" Abwehrgene. Durch Kreuzung der transgenen 5×as-1-GUS-Deac-Pflanzen mit npr1-Mutanten konnte gezeigt werden, daß NPR1 keinen entscheidenden Einfluß auf die frühen" Abwehrgene hat.Im Verlauf der Arbeit zeigte sich, daß der 5×as-1-Promotor eine hohe Hintergrundaktivität aufwies, welche die Selektion erschwerte. Diesem Problem konnte durch eine differentielle Selektionsstrategie zum Teil begegnet werden. Sie basierte darauf, daß parallel zu den mutagenisierten Pflanzen, die mit Salizylsäure induziert wurden, zwei nicht mutagenisierte Kontrollgruppen beobachtet wurden. Eine dieser Kontrollgruppen wurde induziert, die andere nicht. Die Selektion wurde beendet, wenn die induzierte Kontrollgruppe abgestorben war, die uninduzierte aber noch überlebte.Aus dieser Selektion gingen 60 Überlebende hervor, von denen 31 in einem zweiten Selektionsversuch überprüft wurden. Bei 27 Linien bestätigte sich, daß die Deacetylase nicht mehr aktiv war. 22 ausgewählte Pflanzen wurden durch Transkriptionsanalysen untersucht. Zwölf der untersuchten Linien konnten - vorbehaltlich der Bestätigung der Phänotypen durch eine Wiederholung der Versuche - als wahrscheinliche Signaltransduktionsmutanten identifiziert werden: Die Induktion der beiden Reportergene, Deacetylase und β-Glucuronidase, war in diesen Pflanzen reduziert. Bei einer dieser Linien traten die sichtbaren Symptome einer Abwehrreaktion nach einer Infektion mit Pathogenen schneller auf, bei einer weiteren waren die Symptome weniger ausgeprägt. Die weitere Analyse der Mutanten wird in Zukunft zur Gewinnung neuer Erkenntnisse zur Signaltransduktion der Pathogenabwehr beitragen.de
dc.format.mimetypeapplication/pdfde
dc.language.isogerde
dc.rights.urihttp://webdoc.sub.gwdg.de/diss/copyrdiss.htmde
dc.titleI. Etablierung eines induzierbaren Suizidsystems zur Identifizierung von Mutanten der salizylsäureabhängigen Signaltransduktion II. Expression von tierischen Signaltransduktionskomponenten in Tabak zur Herstellung eines induzierbaren Expressionssystemsde
dc.typedoctoralThesisde
dc.title.translatedI. Construction of an inducible suicide system to identify mutants of the salicylic acid dependent signal transduction chain II. Expression of animal signal transduction components in tobacco to produce an inducible expression systemde
dc.contributor.refereeHeldt, Hans-Walter Prof. Dr.de
dc.date.examination2002-06-20de
dc.subject.dnb570 Biowissenschaften, Biologiede
dc.description.abstractengDuring pathogen defense in plants the salicylic acid concentration increases. In response to this signal a number of defense genes is activated via a signal transduction chain few steps of which are known. Based on their expression pattern the defense genes can be classified into "early" and "late" defense genes. Early" defense genes are activated already two hours after the salicylic acid signal, "late" genes after 24 hours. A common property of the promoters of both "early" and "late" genes is the presence of a characteristic cis element, the as-1 element. A synthetic promoter consisting of one ore more copies of the as-1 element shows the same expression kinetics as the "early" defense genes.The aim of this work was to select mutants of Arabidopsis which were no longer able to activate the "early" defense genes. For this purpose a promoter consisting of five as-1 elements (5×as-1 promoter) was combined with a novel dominant negative selection marker. The latter encodes a deacetylase (Deac) which catalyzes the conversion of a non-toxic pre-herbicide into the herbicide BASTA. To distinguish between mutants in the deacetylase gene and mutants in the signal transduction chain, the β-glucuronidase gene (GUS) under the control of the same promoter was used as a second marker gene.The regulatory protein NPR1 is a crucial component in the activation of the "late" defense genes by salicylic acid. By crossing of our transgenic 5×as-1-GUS-Deac plants with npr1 mutants NPR1 could be shown to have no major influence on the "early" defense genes.The 5×as-1 promoter turned out to display a high background activity which made the selection for mutants difficult. This problem could partially be solved by the development of a differential selection strategy based on the observation of two non mutagenized control groups in parallel with the mutagenized population. While one of the control groups was induced with salicylic acid, the other remained uninduced. When the induced control group had died, but the uninduced group was still alive, the addition of the selective agent was stopped.60 plants survived this selection procedure, 31 of which were tested in a second selection experiment. In 27 of these lines the activity of the deacetylase marker gene was reproducibly decreased. 22 selected plants were analyzed by transcription analyses. Twelve of these lines could be classified as probable signal transduction mutants since they showed a reduced activation of both reporter genes, deacetylase and β-glucuronidase. In one of these lines defense response with respect to the appearance of necrotic lesions appeared more rapid, another line showed only a very weak response. Further analysis of the mutant lines will provide novel insights in the signal transduction pathways of pathogen defense.de
dc.contributor.coRefereeLohaus, Gertru PD Dr.de
dc.contributor.thirdRefereeMösch, Hans-Ulrich Prof. Dr.de
dc.subject.topicMathematics and Computer Sciencede
dc.subject.gerPathogenabwehrde
dc.subject.gerSignaltransduktionde
dc.subject.gerSalizylsäurede
dc.subject.gerArabidopsisde
dc.subject.gerMutagenesede
dc.subject.gerMutantende
dc.subject.engpathogen defensede
dc.subject.engsignal transductionde
dc.subject.engsalicylic acidde
dc.subject.engArabidopsisde
dc.subject.engmutagenesisde
dc.subject.engmutantsde
dc.subject.bk42.13de
dc.subject.bk42.20de
dc.subject.bk42.41de
dc.identifier.urnurn:nbn:de:gbv:7-webdoc-1129-9de
dc.identifier.purlwebdoc-1129de
dc.affiliation.instituteBiologische Fakultät inkl. Psychologiede
dc.subject.gokfullWF 000: Molekularbiologie, Gentechnologiede
dc.subject.gokfullWVE 000: Pflanzenphysiologie, Phytochemie {Botanik}de
dc.identifier.ppn375233237


Dateien

Thumbnail

Das Dokument erscheint in:

Zur Kurzanzeige