@phdthesis{Scheidig2006, author = {Scheidig, Andreas}, title = {Molekulare Untersuchungen zum St{\"a}rkeabbau in vegetativen Pflanzenteilen}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus-11857}, school = {Universit{\"a}t Potsdam}, year = {2006}, abstract = {In der vorliegenden Arbeit wurden cDNAs, kodierend f{\"u}r bisher unbekannte st{\"a}rkeabbauende Enzyme, aus Kartoffel isoliert und funktionell analysiert. Die Isolation der cDNAs erfolgte mit Hilfe eines Systems, welches sich der funktionellen Expression von cDNA-Bibliotheken in E. coli bediente. Die mit diesem System zur Expression gebrachten cDNA-Bibliotheken wurden im Rahmen dieser Arbeit hergestellt. Zum einen handelte es sich um eine blattspezifische Phagen-cDNA-Bibliothek (Proben wurden w{\"a}hrend des Tag/Nacht {\"U}bergangs genommen), zum anderen um eine knollenspezifische cDNA-Bibliothek aus kaltgelagerten Knollen. Nach der {\"U}berf{\"u}hrung der Phagen-Bibliotheken in Plasmid-Bibliotheken wurden diese funktionell in dem E. coli Stamm KV832 exprimiert. Der Stamm KV832 wurde aufgrund seiner F{\"a}higkeit, lineare Glucane zu akkumulieren, ausgew{\"a}hlt. Werden Glucan akkumulierende KV832 Kolonien mit Jod bedampft, so zeigen diese eine typische Blauf{\"a}rbung. Nach der Expression der Plasmid-Bibliotheken in KV832 wurden solche Kolonien weiter untersucht, welche in ihrer F{\"a}rbung von den blauen Kolonien abwichen. Mittels eines zweiten E. coli Stamms, PGM -, welcher ebenfalls in der Lage ist, lineare Glucane zu akkumulieren, wurden die Ergebnisse f{\"u}r KV832 best{\"a}tigt. Die funktionelle Expression der Bibliotheken f{\"u}hrte zur Isolation einer Reihe von unbekannten cDNAs. Zwei dieser cDNAs wurden im Rahmen dieser Arbeit weiterf{\"u}hrend untersucht. Zum einen handelte es sich um eine cDNA, die f{\"u}r eine bis dahin unbekannte β-Amylase aus Kartoffel kodierte und deren Homolog aus Arabidopsis (CT-BMY) im Laufe dieser Arbeit von Lao et al. (1999) ver{\"o}ffentlicht wurde, zum anderen um eine cDNA, die f{\"u}r ein unbekanntes Enzym kodierte (DSD10). Das Arabidopsis Homolog zu DSD10 wurde im Zuge der Arabidopsis Genominitiative Ende 2000 publiziert. Im Rahmen dieser Arbeit konnte gezeigt werden, dass die isolierte β-Amylase cDNA f{\"u}r eine funktionelle β-Amylase kodiert und dieses Enzym in der Lage ist, neben l{\"o}slicher auch rohe St{\"a}rke anzugreifen. Lokalisationsexperimente zeigten, dass das Enzym in isolierte Erbsenchloroplasten importiert wurde und dass die 100 N-terminalen Aminos{\"a}uren f{\"u}r den Import in die Plastiden ausreichten. Die β-Amylase wurde als PCT-BMYI bezeichnet. Die »antisense«-Inhibierung von PCT-BMYI f{\"u}hrte zu einem Hochst{\"a}rke-Ph{\"a}notyp der Bl{\"a}tter, sowie zu einem Anstieg der Trockenmasse. Der Hochst{\"a}rke-Ph{\"a}notyp ist auf eine Reduktion der St{\"a}rkemobilisierung und die daraus folgende Akkumulation der St{\"a}rke w{\"a}hrend der Vegetationsperiode zur{\"u}ckzuf{\"u}hren. Damit konnte erstmals die physiologische Bedeutung einer β-Amylase f{\"u}r den Abbau der transitorischen St{\"a}rke gezeigt werden. Kein Einfluss zeigte die »antisense« Inhibierung von PCT-BMYI auf den k{\"a}lteinduzierten Abbau der Speicherst{\"a}rke in Knollen. Es konnte auch kein Unterschied im Keimverhalten oder der Entwicklung der neuen Pflanze beobachtet werden. Ein Teil der Ergebnisse zu PCT-BMYI wurde bereits publiziert (Scheidig et al., 2002). Die isolierten cDNAs dsd10, sgeI (die Volll{\"a}ngen cDNA zu dsd10) und das Arabidopsis Homolog asgeI kodieren f{\"u}r Enzyme, welche α-Amylase-Aktivit{\"a}t besitzen, aber keine Homologie zu bekannten α-Amylasen aufweisen. Ein m{\"o}gliches Glucoamylase Motiv erwies sich f{\"u}r die Aktivit{\"a}t des Proteins als essentiell. Lokalisationsexperimente deuteten auf den Import des SGEI Proteins in isolierte Erbsenchloroplasten hin. Die »antisense«-Inhibierung von sgeI f{\"u}hrte in den entsprechenden Linien zu einem Hochst{\"a}rke-Ph{\"a}notyp in Bl{\"a}ttern, einem Anstieg der Trockenmasse in Bl{\"a}ttern, sowie zu gr{\"o}ßeren St{\"a}rkek{\"o}rnern in einer der untersuchten Linien. Ein nicht erwarteter Effekt zeigte sich in Bl{\"a}ttern der entsprechenden Linien, welche f{\"u}r l{\"a}ngere Zeit dunkel gehalten wurden. Die Bl{\"a}tter der untransformierten Kontrolle waren abgestorben, wohingegen die Bl{\"a}tter der SGEI »antisense« Linien gr{\"u}n und vital erschienen. Die α- und β-Amylase-Aktivit{\"a}t war in Bl{\"a}ttern der SGEI »antisense« Linien reduziert, weshalb eine genaue Zuordnung der Funktion von SGEI nicht m{\"o}glich war. Die vorliegenden Ergebnisse zu den SGEI »antisense« Linien deuten aber darauf hin, dass der beobachtete Hochst{\"a}rke-Ph{\"a}notyp nicht alleine auf die Reduktion der β-Amylase-Aktivit{\"a}t zur{\"u}ckzuf{\"u}hren ist. Ein Einfluss von SGEI auf den k{\"a}lteinduzierten Abbau der Speicherst{\"a}rke konnte nicht beobachtet werden. Es konnte auch hier kein Unterschied im Keimverhalten oder der Entwicklung der neuen Pflanze beobachtet werden.}, subject = {Screening}, language = {de} } @article{PetrovSchippersBeninaetal.2013, author = {Petrov, Veselin and Schippers, Jos and Benina, Maria and Minkov, Ivan and M{\"u}ller-R{\"o}ber, Bernd and Gechev, Tsanko S.}, title = {In search for new players of the oxidative stress network by phenotyping an Arabidopsis T-DNA mutant collection on reactive oxygen species-eliciting chemicals}, series = {Plant omics}, volume = {6}, journal = {Plant omics}, number = {1}, publisher = {Southern Cross Publ.}, address = {Lismore}, issn = {1836-0661}, pages = {46 -- 54}, year = {2013}, abstract = {The ability of some chemical compounds to cause oxidative stress offers a fast and convenient way to study the responses of plants to reactive oxygen species (ROS). In order to unveil potential novel genetic players of the ROS-regulatory network, a population of similar to 2,000 randomly selected Arabidopsis thaliana T-DNA insertion mutants was screened for ROS sensitivity/resistance by growing seedlings on agar medium supplemented with stress-inducing concentrations of the superoxide-eliciting herbicide methyl viologen or the catalase inhibitor 3-amino-triazole. A semi-robotic setup was used to capture and analyze images of the chemically treated seedlings which helped interpret the screening results by providing quantitative information on seedling area and healthy-to-chlorotic tissue ratios for data verification. A ROS-related phenotype was confirmed in three of the initially selected 33 mutant candidates, which carry T-DNA insertions in genes encoding a Ring/Ubox superfamily protein, ABI5 binding protein 1 (AFP1), previously reported to be involved in ABA signaling, and a protein of unknown function, respectively. In addition, we identified six mutants, most of which have not been described yet, that are related to growth or chloroplast development and show defects in a ROS-independent manner. Thus, semi-automated image capturing and phenotyping applied on publically available T-DNA insertion collections adds a simple means for discovering novel mutants in complex physiological processes and identifying the genes involved.}, language = {en} } @article{JoppSchefflerHermanussen2014, author = {Jopp, Eilin and Scheffler, Christiane and Hermanussen, Michael}, title = {Prevention and anthropology}, series = {Journal of biological and clinical anthropology : Anthropologischer Anzeiger ; Mitteilungsorgan der Gesellschaft f{\"u}r Anthropologie}, volume = {71}, journal = {Journal of biological and clinical anthropology : Anthropologischer Anzeiger ; Mitteilungsorgan der Gesellschaft f{\"u}r Anthropologie}, number = {1-2}, publisher = {Schweizerbart}, address = {Stuttgart}, issn = {0003-5548}, doi = {10.1127/0003-5548/2014/0384}, pages = {135 -- 141}, year = {2014}, abstract = {Screening is an important issue in medicine and is used to early identify unrecognised diseases in persons who are apparently in good health. Screening strongly relies on the concept of "normal values". Normal values are defined as values that are frequently observed in a population and usually range within certain statistical limits. Screening for obesity should start early as the prevalence of obesity consolidates already at early school age. Though widely practiced, measuring BMI is not the ultimate solution for detecting obesity. Children with high BMI may be "robust" in skeletal dimensions. Assessing skeletal robustness and in particularly assessing developmental tempo in adolescents are also important issues in health screening. Yet, in spite of the necessity of screening investigations, appropriate reference values are often missing. Meanwhile, new concepts of growth diagrams have been developed. Stage line diagrams are useful for tracking developmental processes over time. Functional data analyses have efficiently been used for analysing longitudinal growth in height and assessing the tempo of maturation. Convenient low-cost statistics have also been developed for generating synthetic national references.}, language = {en} } @article{BiermannBachKlaeringetal.2022, author = {Biermann, Robin Tim and Bach, Linh T. and Kl{\"a}ring, Hans-Peter and Baldermann, Susanne and B{\"o}rnke, Frederik and Schwarz, Dietmar}, title = {Discovering tolerance-A computational approach to assess abiotic stress tolerance in tomato under greenhouse conditions}, series = {Frontiers in sustainable food systems}, volume = {6}, journal = {Frontiers in sustainable food systems}, publisher = {Frontiers Media}, address = {Lausanne}, issn = {2571-581X}, doi = {10.3389/fsufs.2022.878013}, pages = {12}, year = {2022}, abstract = {Modern plant cultivars often possess superior growth characteristics, but within a limited range of environmental conditions. Due to climate change, crops will be exposed to distressing abiotic conditions more often in the future, out of which heat stress is used as example for this study. To support identification of tolerant germplasm and advance screening techniques by a novel multivariate evaluation method, a diversity panel of 14 tomato genotypes, comprising Mediterranean landraces of Solanum lycopersicum, the cultivar "Moneymaker" and Solanum pennellii LA0716, which served as internal references, was assessed toward their tolerance against long-term heat stress. After 5 weeks of growth, young tomato plants were exposed to either control (22/18 degrees C) or heat stress (35/25 degrees C) conditions for 2 weeks. Within this period, water consumption, leaf angles and leaf color were determined. Additionally, gas exchange and leaf temperature were investigated. Finally, biomass traits were recorded. The resulting multivariate dataset on phenotypic plasticity was evaluated to test the hypothesis, that more tolerant genotypes have less affected phenotypes upon stress adaptation. For this, a cluster-analysis-based approach was developed that involved a principal component analysis (PCA), dimension reduction and determination of Euclidean distances. These distances served as measure for the phenotypic plasticity upon heat stress. Statistical evaluation allowed the identification and classification of homogeneous groups consisting each of four putative more or less heat stress tolerant genotypes. The resulting classification of the internal references as "tolerant" highlights the applicability of our proposed tolerance assessment model. PCA factor analysis on principal components 1-3 which covered 76.7\% of variance within the phenotypic data, suggested that some laborious measure such as the gas exchange might be replaced with the determination of leaf temperature in larger heat stress screenings. Hence, the overall advantage of the presented method is rooted in its suitability of both, planning and executing screenings for abiotic stress tolerance using multivariate phenotypic data to overcome the challenge of identifying abiotic stress tolerant plants from existing germplasms and promote sustainable agriculture for the future.}, language = {en} }