Der bZIP-Transkriptionsfaktor BZI-1 aus Nicotiana tabacum: Analyse der in vivo Funktion durch Modulation der BZI-1- Aktivierungseigenschaften in transgenen Pflanzen

Abstract

In dieser Arbeit wurde die Funktion des bZIP-Transkriptionsfaktors BZI-1 aus Nicotiana tabacum untersucht. Aufgrund der Aminosäuresequenz, der Konservierung von Proteindomänen und der genomischen Exon-Intron Struktur kann BZI-1 einer Gruppe homologer bZIP-Transkriptionsfaktoren zugeordnet werden, zu denen sowohl Vertreter in monokotylen wie auch in dikotylen Pflanzen zu finden sind. Für BZI-1 konnte ein Aktivierungpotential in planta nachgewiesen werden, welches durch die 72 Aminosäuren der Domäne N vermittelt wird. Da BZI-1 in vitro an Promotorelemente der Chalcon-Synthase (CHS) und auch in vivo an G- und C-Box cis-Elemente bindet, wurde eine Regulation von Genen des Phenylpropanstoffwechsels wie CHS und PAL (Phenylalanin-Ammonium-Lyase) postuliert. Durch Analysen in transgenen Tabakpflanzen, in denen die Menge an funktionellem BZI-1 sowie die BZI-1-Aktivierungseigenschaften verändert waren, konnte jedoch nachgewiesen werden, daß CHS und PAL keine in vivo Zielgene von BZI-1 sind. Vielmehr konnte gezeigt werden, daß BZI-1 an der Vermittlung der Auxinantwort in der Pflanze beteiligt ist. Transgene Tabakpflanzen, die ein dominant negativ wirkendes BZI-1-Derivat exprimieren, dem die N-terminale Aktivierungsdomäne fehlt (BZI-1-DN), zeigen einen auxininsensitiven Phänotyp. BZI-1-DN-Pflanzen wachsen gestaucht und bilden vermehrt Seitensprosse. Auch auf molekularer Ebene wird die Fähigkeit, auf exogenes Auxin zu reagieren, von BZI-1 reguliert. So konnte GH3 als mögliches BZI-1-Zielgen identifiziert werden, da seine auxinabhängige Expression in BZI-1-DN-Pflanzen reduziert und in VP16-BZI-1-Pflanzen, die ein Fusionsgen aus der VP16-Aktivierungsdomäne und BZI-1 exprimieren, in Abhängigkeit von Auxin verstärkt wird.