@phdthesis{Vyse2022,
  author    = {Vyse, Kora},
  title     = {Elucidating molecular determinants of the loss of freezing tolerance during deacclimation after cold priming and low temperature memory after triggering},
  school      = {Universit{\"a}t Potsdam},
  pages     = {vii, 147},
  year      = {2022},
  abstract  = {W{\"a}hrend ihrer Entwicklung m{\"u}ssen sich Pflanzen an Temperaturschwankungen anpassen. Niedrige Temperaturen {\"u}ber dem Gefrierpunkt induzieren in Pflanzen eine K{\"a}lteakklimatisierung und h{\"o}here Frosttoleranz, die sich bei w{\"a}rmeren Temperaturen durch Deakklimatisierung wieder zur{\"u}ckbildet. Der Wechsel zwischen diesen beiden Prozessen ist f{\"u}r Pflanzen unerl{\"a}sslich, um als Reaktion auf unterschiedliche Temperaturbedingungen eine optimale Fitness zu erreichen. Die K{\"a}lteakklimatisierung ist umfassend untersucht worden,{\"u}ber die Regulierung der Deakklimatisierung ist jedoch wenig bekannt. In dieser Arbeit wird der Prozess der Deakklimatisierung auf physiologischer und molekularer Ebene in Arabidopsis thaliana untersucht. Messungen des Elektrolytverlustes w{\"a}hrend der K{\"a}lteakklimatisierung und bis zu vier Tagen nach Deakklimatisierung erm{\"o}glichten die Identifizierung von vier Knockout-Mutanten (hra1, lbd41, mbf1c und jub1), die im Vergleich zum Wildtyp eine langsamere Deakklimatisierungsrate aufwiesen. Eine transkriptomische Studie mit Hilfe von RNA-Sequenzierung von A. thaliana Col-0, jub1 und mbf1c zeigte die Bedeutung der Hemmung von stressreaktiven und Jasmonat-ZIM-Dom{\"a}nen-Genen sowie die Regulierung von Zellwandmodifikationen w{\"a}hrend der Deakklimatisierung. Dar{\"u}ber hinaus zeigten Messungen der Alkoholdehydrogenase Aktivit{\"a}t und der Genexpressions{\"a}nderungen von Hypoxiemarkern w{\"a}hrend der ersten vier Tagen der Deakklimatisierung, dass eine Hypoxie-Reaktion w{\"a}hrend der Deakklimatisierung aktiviert wird. Es wurde gezeigt, dass die epigenetische Regulierung w{\"a}hrend der K{\"a}lteakklimatisierung und der 24-st{\"u}ndigen Deakklimatisierung in A. thaliana eine große Rolle spielt. Dar{\"u}ber hinaus zeigten beide Deakklimatisierungsstudien, dass die fr{\"u}here Hypothese, dass Hitzestress eine Rolle bei der fr{\"u}hen Deakklimatisierung spielen k{\"o}nnte, unwahrscheinlich ist. Eine Reihe von DNA- und Histondemethylasen sowie Histonvarianten wurden w{\"a}hrend der Deakklimatisierung hochreguliert, was auf eine Rolle im pflanzlichen Ged{\"a}chtnis schließen l{\"a}sst. In j{\"u}ngster Zeit haben mehrere Studien gezeigt, dass Pflanzen in der Lage sind, die Erinnerung an einen vorangegangenen K{\"a}ltestress auch nach einer Woche Deakklimatisierung zu bewahren. In dieser Arbeit ergaben Transkriptom- und Metabolomanalysen von Arabidopsis w{\"a}hrend 24 Stunden Priming (K{\"a}lteakklimatisierung) und Triggering (wiederkehrender K{\"a}ltestress nach Deakklimatisierung) eine unikale signifikante und vor{\"u}bergehende Induktion der Transkriptionsfaktoren DREB1D, DREB1E und DREB1F w{\"a}hrend des Triggerings, die zur Feinabstimmung der zweiten K{\"a}ltestressreaktion beitr{\"a}gt. Dar{\"u}ber hinaus wurden Gene, die f{\"u}r Late Embryogenesis Abundant (LEA) und Frostschutzproteine kodieren, sowie Proteine, die reaktive Sauerstoffspezies entgiften, w{\"a}hrend des sp{\"a}ten Triggerings (24 Stunden) st{\"a}rker induziert als nach dem ersten K{\"a}lteimpuls, w{\"a}hrend Xyloglucan- Endotransglucosylase/Hydrolase Gene, deren Produkte f{\"u}r eine Restrukturierung der Zellwand verantwortlich sind, fr{\"u}h auf das Triggering reagierten. Die starke Induktion dieser Gene, sowohl bei der Deakklimatisierung als auch beim Triggering, l{\"a}sst vermuten, dass sie eine wesentliche Rolle bei der Stabilisierung der Zellen w{\"a}hrend des Wachstums und bei der Reaktion auf wiederkehrende Stressbedingungen spielen. Zusammenfassend gibt diese Arbeit neue Einblicke in die Regulierung der Deakklimatisierung und des K{\"a}ltestress-Ged{\"a}chtnisses in A. thaliana und er{\"o}ffnet neue M{\"o}glichkeiten f{\"u}r k{\"u}nftige, gezielte Studien von essentiellen Genen in diesem Prozess.},
  language  = {en}
}