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Analyse der Genregulation in Medicago truncatula und Pisum sativum während der Entwicklung arbuskulärer Mykorrhiza
Ein zentrales Merkmal der arbuskulären Mykorrhiza (AM), einer symbiontischen In-teraktion zwischen Pflanzenwurzeln und Bodenpilzen des Phylums Glomeromycota, ist die durch den Pilz verbesserte Versorgung der Pflanze mit Nährstoffen, vor allem mit Phosphat. Die Promoteraktivität des...
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| 1. Verfasser: | |
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| Beteiligte: | |
| Format: | Dissertation |
| Sprache: | Deutsch |
| Veröffentlicht: |
Philipps-Universität Marburg
2004
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| Schlagworte: | |
| Online Zugang: | PDF-Volltext |
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| Zusammenfassung: | Ein zentrales Merkmal der arbuskulären Mykorrhiza
(AM), einer symbiontischen In-teraktion zwischen
Pflanzenwurzeln und Bodenpilzen des Phylums Glomeromycota, ist
die durch den Pilz verbesserte Versorgung der Pflanze mit
Nährstoffen, vor allem mit Phosphat. Die Promoteraktivität des
H+-ATPase Gens Mtha1 aus Medicago trun-catula wurde sowohl in
arbuskelhaltigen Zellen der Wurzelrinde als auch in der
Fixie-rungszone und dem Meristem von Wurzelknöllchen
lokalisiert. Dies deutet darauf hin, dass der durch die ATPase
gebildete Protonengradient, nicht nur in Mykorrhizen, sondern
auch in Knöllchen am Nährstofftransfer beteiligt sein könnte.
Zur erfolgreichen Etablierung der AM benötigen beide Symbionten
einen ständigen Signalaustausch. Wachstums- und
Entwicklungsprozesse steuernde Phytohormone, wie Abscisinsäure
(ABA) und Indol-3-Buttersäure (IBA), könnten aufgrund eines
Konzentrationsanstiegs in mykorrhizierten Wurzeln an der
AM-Bildung beteiligt sein. Eine Veränderung der pflanzlichen
Genexpression erfolgt demnach nicht nur direkt durch AM Pilze,
sondern auch über sekundäre Effekte, wie variierende
Phytohor-mon- und veränderte Phosphatkonzentrationen. Durch die
Untersuchung von Transkriptionsprofilen wurden in Wurzeln von
M. truncatula 568 Gene identifiziert, die durch die AM Pilze
Glomus mosseae, Glomus intraradices oder Gigaspora rosea, aber
nicht durch appliziertes ABA, IBA oder Phosphat reguliert
werden. Geringe Ge-meinsamkeiten der pflanzlichen
Transkriptionsprofile unterstrichen dabei die physio-logischen
und morphologischen Unterschiede zwischen den Mykorrhizen, die
durch verschiedene AM Pilze gebildet werden. Die Verwendung der
suppressiven subtrak-tiven Hybridisierung in Kombination mit
Makroarray-Analysen resultierte in der Identi-fizierung von 17
AM-regulierten Genen aus Pisum sativum, die alle bis auf eine
Aus-nahme eine Arbuskel-assoziierte Expression zeigten, aber
nicht durch Interaktionen mit dem Symbionten Rhizobium
leguminosarum oder dem Wurzelpathogen Apha-nomyces euteiches
induziert wurden. Bestätigung differentieller Genexpression
er-folgte für neun Gene im Northern Blot oder über
semiquantitative RT-PCR. Homolo-giesuche der Gensequenzen aus
der Erbse in M. truncatula EST-Datenbanken resul-tierte in der
Identifizierung einer Familie von Trypsin-Inhibitoren, von
denen fünf Mit-glieder, durch Real-Time-PCR bestätigt, eine
AM-spezifische Induktion zeigten. Demnach kann das Modell M.
truncatula zur molekularen Analyse von wirtschaftlich
bedeutenden Leguminosen wie die Erbse herangezogen
werden. |
|---|---|
| DOI: | 10.17192/z2004.0135 |