Charakterisierung von zwei Arabidopsis thaliana Mutanten mit erhöhter PR1-Expression

Abstract

Im Rahmen der Abwehrreaktion der Pflanze gegen Pathogene steigen die Mengen endogener Salizylsäure an, wodurch eine Reihe von Abwehrgenen aktiviert wird. Im Rahmen dieser Arbeit wurden zwei Mutanten, aca41 und aca38#8, charakterisiert, die verschiedene Abwehrgene konstitutiv exprimieren. Trotz der konstitutiven Expression der Abwehrgene zeigte die Mutante aca41 im Vergleich zu Kontrollpflanzen nach Infektion mit virulenten Bakterienstämmen nur eine leicht erhöhte Resistenz. Durch Makroarrayanalysen wurden in aca41 drei konstitutiv exprimierte Gene identifiziert, die normalerweise durch oxidativen Stress induziert werden und deren Expression eine Resistenz gegen oxidativen Stress vermittelt. Wachstumsversuche auf Paraquat, einer Superoxid erzeugenden Substanz, zeigten, dass aca41 eine erhöhte Toleranz gegenüber oxidativen Stress aufweist. Obwohl in aca38#8 dieselben oxidativen Stressgene wie in aca41 konstitutiv exprimiert wurden, führte dies nicht zu einer erhöhten Resistenz von aca38#8 gegenüber oxidativen Stressbedingungen. Weiterhin zeigten sowohl aca41 als auch aca38#8 einen geringeren Wasserverbrauch als 5GuDe. Durch Messung der Transpirationsrate, konnte für Linie aca41 gezeigt werden, dass sie unter Wassermangelbedingungen ihre Stomata schneller schließt und dass ihre minimale Transpirationsrate (Verdunstung über die Cuticula) im Vergleich zur Kontrollpflanze verringert war. Durch Kreuzung der Linie aca41 mit der NahG-Pflanze, wurde die Abhängigkeit der verschiedenen Phänotypen vom Salizylsäuregehalt in der Pflanze untersucht. Da NahG für eine Salizylat-Hydroxylase codiert, die Salizylsäure in Catechol umwandelt, können in diesen Pflanzen keine erhöhten Salizylsäuremengen akkumulieren. Es konnte gezeigt werden, dass in aca41 die Expression der PR-Gene Salizylsäure abhängig, aber sowohl die Expression der oxidativen Stressgene als auch die erhöhte Austrocknungstoleranz Salizylsäure unabhängig war.