@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}
}
@article{OrzechowskiSitnickaGrabowskaetal.2021,
  author    = {Orzechowski, Slawomir and Sitnicka, Dorota and Grabowska, Agnieszka and Compart, Julia and Fettke, J{\"o}rg and Zdunek-Zastocka, Edyta},
  title     = {Effect of short-term cold treatment on carbohydrate metabolism in potato leaves},
  series = {International journal of molecular sciences},
  volume    = {22},
  journal   = {International journal of molecular sciences},
  number    = {13},
  publisher = {MDPI},
  address   = {Basel},
  issn      = {1422-0067},
  doi       = {10.3390/ijms22137203},
  pages     = {17},
  year      = {2021},
  abstract  = {Plants are often challenged by an array of unfavorable environmental conditions. During cold exposure, many changes occur that include, for example, the stabilization of cell membranes, alterations in gene expression and enzyme activities, as well as the accumulation of metabolites. In the presented study, the carbohydrate metabolism was analyzed in the very early response of plants to a low temperature (2 degrees C) in the leaves of 5-week-old potato plants of the Russet Burbank cultivar during the first 12 h of cold treatment (2 h dark and 10 h light). First, some plant stress indicators were examined and it was shown that short-term cold exposure did not significantly affect the relative water content and chlorophyll content (only after 12 h), but caused an increase in malondialdehyde concentration and a decrease in the expression of NDA1, a homolog of the NADH dehydrogenase gene. In addition, it was shown that the content of transitory starch increased transiently in the very early phase of the plant response (3-6 h) to cold treatment, and then its decrease was observed after 12 h. In contrast, soluble sugars such as glucose and fructose were significantly increased only at the end of the light period, where a decrease in sucrose content was observed. The availability of the monosaccharides at constitutively high levels, regardless of the temperature, may delay the response to cold, involving amylolytic starch degradation in chloroplasts. The decrease in starch content, observed in leaves after 12 h of cold exposure, was preceded by a dramatic increase in the transcript levels of the key enzymes of starch degradation initiation, the alpha-glucan, water dikinase (GWD-EC 2.7.9.4) and the phosphoglucan, water dikinase (PWD-EC 2.7.9.5). The gene expression of both dikinases peaked at 9 h of cold exposure, as analyzed by real-time PCR. Moreover, enhanced activities of the acid invertase as well as of both glucan phosphorylases during exposure to a chilling temperature were observed. However, it was also noticed that during the light phase, there was a general increase in glucan phosphorylase activities for both control and cold-stressed plants irrespective of the temperature. In conclusion, a short-term cold treatment alters the carbohydrate metabolism in the leaves of potato, which leads to an increase in the content of soluble sugars.},
  language  = {en}
}