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dc.contributor.advisor Lohaus, Gertru PD Dr. de
dc.contributor.author Voitsekhovskaja, Olga Vladimirovna de
dc.date.accessioned 2012-04-16T14:47:02Z de
dc.date.available 2013-01-30T23:50:47Z de
dc.date.issued 2002-03-08 de
dc.identifier.uri http://hdl.handle.net/11858/00-1735-0000-0006-AC16-4 de
dc.description.abstract Im Phloem werden Assimilate von den Source-Organen zu den Sink-Organen der Pflanze transportiert. Bei der Beladung des Phloems mit Assimilaten werden zwei mögliche Mechanismen unterschieden, die als apoplastische und symplastische Phloembeladung bezeichnet werden. Bei Pflanzenarten mit potentiell symplastischer Phloembeladung sind Mesophyllzellen und Phloem durch zahlreiche Plasmodesmata miteinander verbunden, welche einen symplastischen Übertritt der Assimilate erlauben. Diese morphologische Struktur ist korreliert mit dem Transport von Stachyose und Raffinose neben dem von Saccharose. Im Gegensatz dazu fehlen bei apoplastischen Phloembeladern diese symplastischen Verbindungen zwischen beiden Geweben. Die Anwesenheit von Plasmodesmata macht es für die symplastischen Phloembelader notwendig, einen effektiven Mechanismus zu entwickeln, der die Rückdiffusion der Kohlenhydrate aus dem Phloem ins Mesophyll verhindert. Das Ziel der vorliegenden Dissertation war, die mögliche Rolle der Kompartimentierung der Kohlenhydrate und ihrer Synthese bei der Etablierung eines solchen Mechanismus zu untersuchen. Als erstes wurde die subzelluläre Verteilung der Kohlenhydrate in den Mesophyllzellen der Modell-Pflanzen, Alonsoa meridionalis und Asarina barclaiana (Scrophulariaceae) analysiert. Alonsoa ist ein symplastischer Phloembelader und Asarina ein apoplastischer. Im zweiten Teil wurde die Kapazität der Plasmamembran der Blattzellen, unterschiedliche Kohlenhydrate zwischen Apoplasten und Cytosol auszutauschen, in einer Reihe symplastischer und apoplastischer Phloembelader untersucht. Im dritten Teil wurde das Expressionsmuster der Stachyosesynthase in Blättern von Alonsoa meridionalis (AmSTS) auf zellulärer Ebene analysiert. Die Regulation der AmSTS-Expression wurde untersucht, indem der AmSTS Promotor isoliert und AmSTS-GUS Konstrukte in Arabidopsis thaliana exprimiert wurden. Die Ergebnisse zeigten, dass die subzelluläre Kompartimentierung der Kohlenhydrate in den Mesophyllzellen des symplastischen Phloembeladers Alonsoa und des apoplastischen Phloembeladers Asarina gleich waren. Auch in der Aufnahme-Kapazität für unterschiedliche Kohlenhydrate in Blättern der symplastischen und apoplastischen Phloembelader gab es keine Unterschiede zwischen den beiden Gruppen. Die Geleitzellen (Intermediärzellen) des Phloems in Alonsoa wurden als Ort der AmSTS-Expression und damit der Stachyosesynthese identifiziert. Es wurde weiterhin gezeigt, dass sich die Expression der AmSTS auf die Geleitzellen des Phloems von Source-Organen beschränkt und dass sie über Osmotika reguliert werden kann. Auf Basis dieser Ergebnisse wird diskutiert, ob Stachyose in den Intermediärzellen innerhalb des Endomembran-Komplexen lokalisiert ist, was ihre Rückdiffusion aus den Intermediärzellen ins Mesophyll und damit den Ausgleich des Konzentrationsgradienten zwischen Mesophyll und Phloem verhindern würde. de
dc.format.mimetype application/pdf de
dc.language.iso eng de
dc.rights.uri http://webdoc.sub.gwdg.de/diss/copyrdiss.htm de
dc.title On the role of sugar compartmentation and stachyose synthesis in symplastic phloem loading de
dc.type doctoralThesis de
dc.title.translated On the role of sugar compartmentation and stachyose synthesis in symplastic phloem loading de
dc.contributor.referee Lohaus, Gertru PD Dr. de
dc.date.examination 2002-01-30 de
dc.subject.dnb 570 Biowissenschaften, Biologie de
dc.description.abstracteng Compartmentation of phloem-translocated carbohydrates and localization of the synthesis of one specific transport form, stachyose, was studied in leaves of symplastic phloem loaders. In these plants, mesophyll and phloem are directly connected via highly developed plasmodesmata which allow an entirely symplastic loading of assimilates from the mesophyll into the phloem, in contrast to apoplastic phloem loaders where no plasmodesmal connections are present between mesophyll and phloem. The presence of plasmodesmata makes it necessary for the plant to develop an effective mechanism to sustain a concentration gradient of translocated carbohydrates between mesophyll and phloem in spite of the symplastic continuity of these tissues. This thesis aimed to elucidate whether and how the compartmentation of translocated carbohydrates can be used by a plant to establish such a mechanism. First, the distribution and concentrations of carbohydrates in subcellular compartments of mesophyll cells were analysed in two model plant species, the symplastic phloem loader Alonsoa meridionalis and the apoplastic loader Asarina barclaina (Scrophulariaceae). Second, the capacity of plasmamembranes of leaf cells to exchange different carbohydrates between the apoplast and the cytosol was compared in leaves of a number of symplastic and apoplastic phloem loaders. Third, the expression pattern of stachyose synthase from leaves of Alonsoa meridionalis (AmSTS) was studied at the cellular level. The regulation of AmSTS expression was further investigated by the isolation of the AmSTS promoter and the construction of transgenic Arabidopsis thaliana plants expressing an AmSTS-GUS fusion. The results showed that the subcellular compartmentation of carbohydrates in mesophyll cells of the symplastic phloem loader Alonsoa does not differ from that in apoplastic loaders. The study of uptake of different carbohydrates from the apoplast into the cytosol of leaf cells did not reveal any differences between the groups of apoplastic and symplastic phloem loaders. The companion cells (intermediary cells) of the symplastic loader Alonsoa were shown to be the sites of expression of AmSTS and thereby of stachyose synthesis. Furthermore, the expression of AmSTS was shown to be confined to companion cells of source organs only, and to be regulated by sugars and/or osmotic pressure. It is speculated that in intermediary cells, stachyose is localized within an endomembrane compartment which prevents the elimination of the stachyose concentration gradient between mesophyll and intermediary cells via plasmodesmata. de
dc.contributor.coReferee Heldt, Hans-Walter Prof. Dr. de
dc.subject.topic Mathematics and Computer Science de
dc.subject.ger Phloembeladung de
dc.subject.ger Plasmodesmata de
dc.subject.ger Stachyose de
dc.subject.ger symplastisch de
dc.subject.ger Transport de
dc.subject.ger Intermediärzellen de
dc.subject.eng phloem loading de
dc.subject.eng plasmodesmata de
dc.subject.eng stachyose de
dc.subject.eng symplastic de
dc.subject.eng transport de
dc.subject.eng intermediary cells de
dc.subject.bk 42.41 de
dc.subject.bk 42.13 de
dc.subject.bk 35.70 de
dc.identifier.urn urn:nbn:de:gbv:7-webdoc-1245-0 de
dc.identifier.purl webdoc-1245 de
dc.affiliation.institute Biologische Fakultät inkl. Psychologie de
dc.subject.gokfull WVE 000: Pflanzenphysiologie, Phytochemie {Botanik} de
dc.subject.gokfull WVE 200: Biochemie {Botanik, Pflanzenphysiologie und Phytochemie} de
dc.subject.gokfull WVE 400: Ernährung Stoffwechsel,Stofftransport {Botanik, Pflanzenphysiologie und Phytochemie} de
dc.identifier.ppn 344853411

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