`Knockout`- und RNAi-Mutanten der Allenoxidcyclase und die Jasmonatbiosyntheseregulation in der Entwicklung von Arabidopsis
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Zur Untersuchung der Jasmonatbiosyntheseregulation in der Entwicklung von Arabidopsis wurden folgende experimentelle Ansätze verfolgt und durchgeführt: 1. Generierung von RNAi-Linien mit einer Down-Regulation aller vier AOC-Gene. Die Linien zeigten Repression aller vier AOC-Transkripte, sie wiesen kein detektierbares AOC-Protein mehr auf, selbst nicht unter Induktionsbedingungen (Verwundung), zeigten aber noch eine JA-Bildung von 15-20% des Wildtyps nach Verwundung, dieser unvollständige RNA/-Effekt spiegelte sich auch in dem fehlenden Phänotyp (männliche Sterilität) wider. 2. Zur Analyse der differentiellen Promotoraktivität von AOC1-AOC4 wurden Promotor-GUS-Linien detailliert während der gesamten Entwicklung analysiert. Nichtredundante Promotoraktivität von AOC3 und AOC4 in der Keimlingswurzel und von AOC1 und AQC4 in der Blüte gaben neue Anhaltspunkte zum Crosstalk von Jasmonaten und Auxin. 3. Redundante Eigenschaften wurden bezüglich der enzymkinetischen Parameter von rekombinanten AOC1-AOC4 ermittelt. 4. Erste Analysen der generierten homozygoten Knockouts von AOC1 und AOC4 verweisen auf eine funktionelle Redundanz der Genprodukte, da keine auffälligen phänotypischen Merkmale im Vergleich zum Wildtyp auftraten. 5. Eine detaillierte Analyse des homozygoten aoc3-ko verwies auf einen zu den GUS-Daten kontierenden Wurzelphänotyp (Hemmung der Wurzellänge/Zellelongation) in der Elongationszone der Wurzeln. Kreuzungsexperimente und die fehlende Komplementierbarkeit durch das AOC3-Gen verwiesen allerdings auf eine potentielle Mutation in einem bisher nicht identifiziertem Gen als Ursache des Phänotyps, welches gekoppelt mit dem AOC3 locus vererbt wird. 6. Unter Nutzung der Mutanten aim1 und pex6, beide in der Fettsäure ß-Oxidation gestört, sowie unter Anwendung eines Fütterungsexperimentes mit deuterierter OPDA und Metaboliterfassung zwischen OPDA und Jasmonat konnte ergänzend zu den publizierten Daten gezeigt werden, dass die Carboxylseitenkette in der JA-Biosynthese durch Enzyme der Fettsäure-ß-Oxidation verkürzt wird.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
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2006. Oxylipins - biosynthesis, signal transduction and action. In: Hedden, P., Thomas, S. (Eds.) Plant Hormone Signaling. Ann. Plant Reviews, pp. 185-228. Blackwell, Oxford, UK
Wasternack, C.,
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Jasmonate biosynthesis in Arabidopsis thaliana - Enzymes, products, regulation. Plant Biol. 8, 297-306 (2006)
Delker, C., Stenzel, I., Hause, B., Miersch, O., Feussner, I. & Wasternack, C.
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Jasmonatbiosynthese in Arabidopsis thaliana - Charakterisierung der Allenoxidcyclase-Genfamilie und von Mutanten der Fettsäure β-Oxidation. Dissertation. Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg, Naturwissenschaftliche Fakultät I, Biowissenschaften, 2007
Delker, Carolin
