Funktionelle Analyse der CKX-Gene von Arabidopsis thaliana
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Cytokinine sind eine Klasse pflanzlicher Hormone, die in vielfältiger Weise das Pflanzenwachstum und den pflanzlichen Metabolismus regulieren. Eine zentrale Rolle bei ihrem Abbau spielen Cytokininoxidasen/dehydrogenasen (CKX), die in Arabidopsis thaliana von einer Genfamilie mit sieben Mitgliedern kodiert werden. In diesem Projekt wurden die spezifischen Funktionen einiger CKX Gene charakterisiert. CKX3 und CKX5 wurde eine wichtige Rolle bei der Regulation der Größe und Aktivität des Infloreszenzmeristems, des floralen Meristems, des Gynoeceums und der Plazenta zugeordnet. Die meristematische Funktion von CKX3 und CKX5 ist mit dem WUS/CLV-Regelkreis verknüpft. ckx3 ckx5 Mutanten zeigten infolge der phänotypischen Veränderungen im Vergleich zu Wildtyp eine deutliche Steigerung des Samenertrags. Für CKX7, das einzige im Cytoplasma lokalisierte CKX Protein, wurde eine durch den Cytokininrezeptor CRE1/AHK4 vermittelte Funktion bei der Entstehung des Vaskulargewebes nachgewiesen. Diese ist möglicherweise hauptsächlich von spezifischen Cytokininmetaboliten und dem subzellulären Cytokininpool, der für CKX7 zugänglich ist, abhängig. Häufig agieren CKX Gene redundant, so dass weiteren Genen meist keine spezifische Funktion zugeordnet werden konnte. Allerdings wurde nachgewiesen, dass sie in vielen weiteren Entwicklungsprozessen involviert sind. Überexpression von CKX Genen in transgenen Pflanzen verursacht ein komplexes Cytokinindefizienzsyndrom. Es wurden mehrere Suppressormutanten (genannt rock, repressor of cytokinin deficiency) charakterisiert, die mutierten Gene kloniert und ihre Genprodukte funktionell charakterisiert. ROCK1 kodiert für ein Protein mit Ähnlichkeit zu Nukleotidzuckertransportern, ROCK2 und ROCK3 für konstitutiv aktive Varianten der Cytokininrezeptoren AHK2 bzw. AHK3.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
- Molecular characterisation of dominant repressors of the cytokinin deficiency syndrome. Dissertation, FU Berlin, 2013
Helen Jensen
