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Funktionale Bedeutung der Protein-Protein Interaktion zwischen dem Tabak Ankyrin-Repeat Protein ANK1 und dem bZIP-Transkriptionsfaktor BZI-1 im Rahmen der pflanzlichen Auxin- und Pathogenantwort

Functional relevance of the protein-protein interaction between the tobacco ankyrin-repeat protein ANK1 and the bZIP transcription factor BZI-1 within herbal auxin and pathogen response

by Stefan Böttner
Doctoral thesis
Date of Examination:2007-11-01
Date of issue:2008-09-24
Advisor:PD Dr. Wolfgang Dröge-Laser
Referee:Prof. Dr. Wolfgang Dröge-Laser
Referee:Prof. Dr. Christiane Gatz
crossref-logoPersistent Address: http://dx.doi.org/10.53846/goediss-1331

 

 

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Format:PDF
Description:Dissertation
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Abstract

English

The tobacco (Nicotiana tabacum) bZIP transcription factor BZI-1 participates in auxin response and the tobacco mosaic virus (TMV) induced hypersensitive response (Kuhlmann et al., 2003; Heinekamp et al., 2004). Strathmann et al. (2001) could show a heterodimerisation of BZI-1 with the bZIP transcription factor BZI-2. Using protoplast Two-Hybrid and Bimolecular Fluorescence Complementation approaches a specific in planta interaction between BZI-1 and the ankyrin-repeat protein ANK1 could be detected. This interaction is mediated by the a-helical domain DI of BZI-1 and the ankyrin-repeats of ANK1. Aim of this study was the functional characterisation of the transcription factor BZI-1 and the ankyrin-repeat protein ANK1.After expression of YFP fusion proteins, ANK1 was found to be localized in the cytosol and BZI-1 in the nucleus. Inhibition of the nuclear export and the induction with auxin both induce accumulation of ANK1 in the nucleus of tobacco mesophyll protoplasts. Co-expression of ANK1 additionally to BZI-1 and BZI-2 leads to an increase of the BZI-1/BZI-2 mediated auxin dependant transcription. Hence, it is assumed that ANK1 acts as a co-activator of BZI-1. In transgenic RNA-interference plants with reduced ANK1, BZI-1 or BZI-2 expression auxin responses are strongly reduced. After infection with the tobacco mosaic virus, the hypersensitive cell death is increased in ANK1- and BZI-1-RNAi plants. Because of the comparable phenotypes of the ANK1- and BZI-1-RNAi plants a biological relevance of the ANK1/BZI-1 interaction in regulation of auxin responses and TMV induced hypersensitive cell death is postulated.
Keywords: ANK1; BZI-1; bZIP trancription factor; auxin; TMV

Other Languages

Für den Tabak (Nicotiana tabacum) bZIP-Transkriptionsfaktor BZI-1 konnte eine Beteiligung an der Auxinantwort und am Tabak Mosaik Virus (TMV) induzierten hypersensitiven Zelltod gezeigt werden (Kuhlmann et al., 2003; Heinekamp et al., 2004). Eine Heterodimerisierung mit dem bZIP-Transkriptionsfaktor BZI-2 konnte mit Hilfe des Hefe Two-Hybrid nachgewiesen werden (Strathmann et al., 2001). Mittels Protoplasten Two-Hybrid und Bimolecular Fluorescence Complementation Analysen ließ sich eine spezifische in planta Interaktion zwischen BZI-1 und dem Ankyrin-Repeat Protein ANK1 nachweisen. Diese Interaktion wird auf der Seite von BZI-1 durch die a-helikale Domäne DI und auf der Seite von ANK1 durch die Ankyrin-Repeats vermittelt. Ziel der Arbeit war die funktionellen Charakterisierung des Transkriptionsfaktors BZI-1 und des Ankyrin-Repeat Proteins ANK1.Mit Hilfe der Expression von YFP-Fusionsproteinen konnte ANK1 im Cytosol und BZI-1 im Zellkern lokalisiert werden. Die Inhibierung des Kernexportes und Auxingabe führen zur Akkumulation von ANK1 im Zellkern von Tabak Mesophyllprotoplasten. Durch Co-Expression von ANK1 zusätzlich zu BZI-1 und BZI-2, wird die BZI-1/BZI-2 vermittelte Auxin abhängige Transkription verstärkt. Damit fungiert ANK1 möglicherweise als ein Co-Aktivator von BZI-1. Transgene Pflanzen in denen die Expression von ANK1, BZI-1 oder BZI-2 mittels eines RNA-Interferenz Ansatzes (RNAi) reduziert ist, zeigen eine deutlich abgeschwächte Auxinantwort. Nach der Infektion mit dem Tabak Mosaik Virus ist der hypersensitive Zelltod in den ANK1- und BZI-1-RNAi Pflanzen verstärkt. Da die ANK1- und BZI-1-RNAi Pflanzen vergleichbare Phänotypen zeigen, wird eine biologische Bedeutung der ANK1/BZI-1 Interaktion in der Regulation der pflanzlichen Auxinantwort und des TMV-induzierten hypersensitiven Zelltods postuliert.
Schlagwörter: ANK1; BZI-1; bZIP-Transkriptionsfaktor; Auxin; TMV
 

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