Funktionelle Analyse des Transkriptionsfaktors TGA2.1 aus Nicotiana tabacum: Identifikation von Interaktionspartnern und Charakterisierung transgener Pflanzen mit reduzierter TGA2.1-Menge

Abstract

Cis-regulatorische, as-1-ähnliche Elemente vermitteln auxin- und salicylsäureinduzierbare Genexpression in Pflanzen. Sie sind als funktionelle Elemente in einer Reihe von Promotoren enthalten, die im Verlauf pflanzlicher Abwehrreaktionen bei einem Pathogenbefall aktiviert werden. Als Komponenten des pflanzlichen Proteinkomplexes ASF-1 aus Nicotiana tabacum, der an das as-1 Element binden kann, konnten die Klasse II TGA-Faktoren TGA2.2 und TGA2.1 identifiziert werden.Zur Identifizierung potentieller Interaktionspartner von TGA2.1 wurde im Rahmen dieser Arbeit eine cDNA-Bank aus Tabakblättern hergestellt und unter Verwendung des Ubiquitin-based split-protein sensor systems durchgemustert. Es konnte eine DEAD-box RNA-Helicase und eine E2-Ligase als Interaktionspartner identifiziert werden. Zusätzlich konnte im Hefe-Zweihybridsystem eine Wechselwirkung der E2-Ligase mit TGA2.1 nachgewiesen werden, die die Reportergenaktivität des Hefestammes reduzieren kann. Diese Wechselwirkung scheint spezifisch für aktivierende TGA-Faktoren zu sein, da die Koexpression der E2-Ligase zusammen mit TGA1a und TGA10 ebenfalls eine Reduzierung der Reportergenaktivität zur Folge hat. Das gezielte Ausschalten der tga2.1-Expression über RNA-Interferenz in planta zeigte, dass TGA2.1 für die auxin- und salicylsäureabhängige Regulation des frühen Gens Nt103 nicht essentiell ist. Möglicherweise sind die Klasse II TGA-Faktoren TGA2.1 und TGA2.2 in Bezug auf die Regulation des Nt103-Promotors redundant. Für die tga2.1RNAi-Linien im SNN-Hintergrund konnte eine konstitutive PR1a-Expression nachgewiesen werden, die jedoch nicht zu einer erhöhten Resistenz gegenüber einer TMV-Infektion führte. Eine repressorische Funktion von TGA2.1 in Bezug auf die Regulation des späten Gens PR1a sowie die funktionelle Redundanz von TGA2.1 und TGA2.2 wird diskutiert. Zusätzlich zeigten die tga2.1RNAi-Linien im SNN-Hintergrund morphologische Veränderungen. Die transgenen Pflanzen zeichnen sich durch einen geringeren Wuchs, eine vermehrte Bildung von Seitensprossen, eine veränderte Blattform und teilweise durch Sterilität aus.