@phdthesis{Drechsel2008,
  author    = {Drechsel, Oliver},
  title     = {Untersuchungen zu Struktur und Expression des Plastidengenoms h{\"o}herer Pflanzen},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus-31056},
  school      = {Universit{\"a}t Potsdam},
  year      = {2008},
  abstract  = {Auf dem Weg der genetischen Information stellt die Translation der RNA in eine Aminos{\"a}uresequenz den letzten Schritt dar. In Chloroplasten, den gr{\"u}nen Organellen der Pflanzenzellen, findet ein Großteil der Regulation der Genexpression auf Ebene der Initiation dieses Schrittes statt. Eine Vielzahl von Eigenschaften der RNA und von Faktoren, die an die RNA binden, entfalten einen Einfluss auf diesen Schritt. Bisher unvollst{\"a}ndig aufgekl{\"a}rt ist die Rolle einer konservierten Nukleotidsequenz in der untranslatierten Region der RNA -- der Shine-Dalgarno-Sequenz. Diese stellt in Bakterien, wie z.B. E. coli als Ribosomenbindestelle sicher, dass Ribosomen den Anfang der zu translatierenden Sequenz zuverl{\"a}ssig erkennen. Im Rahmen dieser Arbeit wurden diverse DNA-Konstrukte in Plastiden von Tabak eingebracht. Hierzu z{\"a}hlten Konstrukte, die sowohl eine erh{\"o}hte Anzahl von Ribosomenbindestellen enthielten als auch vermehrte Startpunkte der Translation. Zus{\"a}tzlich wurden Konstrukte hergestellt, die die Situation von mehreren zu translatierenden Regionen in der RNA nachstellten. Es konnte festgestellt werden, dass plastid{\"a}re Ribosomen die strangaufw{\"a}rts gelegenen Translationsstartpunkte bevorzugen -- im Gegensatz zu E. coli, wo alle Startpunkte gleichm{\"a}ßig genutzt wurden. Hierdurch zeigten die prokaryotischen Ribosomen aus Chloroplasten, die sich aus bakteriellen Systemen ableiten, Eigenschaften von eukaryotischen Ribosomen. Ein zweites Teilprojekt dieser Arbeit besch{\"a}ftigte sich mit der Inkompatibilit{\"a}t von Chloroplasten mit dem Kerngenom. In Kreuzungen von Arten der Gattung Pelargonium fielen Kombinationen auf, bei denen die Tochterpflanzen bleiche Blattbereiche bis hin zu vollst{\"a}ndig weißen Pflanzen zeigten. Dieses Ph{\"a}nomen wird als Bastardbleichheit bezeichnet. In der Gattung Pelargonium werden Chloroplasten von beiden Elternteilen an die Tochterpflanzen vererbt. Da das Ph{\"a}nomen der Bastardbleichheit nur in einem der Plastiden vorkommt, nicht jedoch im anderen in der gleichen Pflanze, muss von einem Effekt ausgegangen werden, der von Plastiden ausgeht. Die Interaktionen zwischen Zellkern und Chloroplasten sind offensichtlich stark gest{\"o}rt. Zur detaillierten Untersuchung dieses Effekts wurde die Nukleotidsequenz von drei Chloroplastengenomen aufgekl{\"a}rt. Es konnte eine Reihe von Sequenzunterschieden der Genome ermittelt werden. Aus diesen wurde eine Reihe von Unterschieden beobachtet, die einen solchen Effekt zur Folge haben k{\"o}nnen. Aus diesen Unterschieden wurde eine Reihe von potentiellen Kandidatengenen zusammengestellt, die in weiteren Arbeiten auf ihre Rolle in der Entstehung der Bastardbleichheit untersucht werden.},
  language  = {de}
}
@phdthesis{AhmadAbadi2007,
  author    = {Ahmad Abadi, Mohammad},
  title     = {Development and application of novel genetic transformation technologies in maize (Zea mays L.)},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus-14572},
  school      = {Universit{\"a}t Potsdam},
  year      = {2007},
  abstract  = {Plant genetic engineering approaches are of pivotal importance to both basic and applied research. However, rapid commercialization of genetically engineered crops, especially maize, raises several ecological and environmental concerns largely related to transgene flow via pollination. In most crops, the plastid genome is inherited uniparentally in a maternal manner. Consequently, a trait introduced into the plastid genome would not be transferred to the sexually compatible relatives of the crops via pollination. Thus, beside its several other advantages, plastid transformation provides transgene containment, and therefore, is an environmentally friendly approach for genetic engineering of crop plants. Reliable in vitro regeneration systems allowing repeated rounds of regeneration are of utmost importance to development of plastid transformation technologies in higher plants. While being the world's major food crops, cereals are among the most difficult-to-handle plants in tissue culture which severely limits genetic engineering approaches. In maize, immature zygotic embryos provide the predominantly used material for establishing regeneration-competent cell or callus cultures for genetic transformation experiments. The procedures involved are demanding, laborious and time consuming and depend on greenhouse facilities. In one part of this work, a novel tissue culture and plant regeneration system was developed that uses maize leaf tissue and thus is independent of zygotic embryos and greenhouse facilities. Also, protocols were established for (i) the efficient induction of regeneration-competent callus from maize leaves in the dark, (ii) inducing highly regenerable callus in the light, and (iii) the use of leaf-derived callus for the generation of stably transformed maize plants. Furthermore, several selection methods were tested for developing a plastid transformation system in maize. However, stable plastid transformed maize plants could not be yet recovered. Possible explanations as well as suggestions for future attempts towards developing plastid transformation in maize are discussed. Nevertheless, these results represent a first essential step towards developing chloroplast transformation technology for maize, a method that requires multiple rounds of plant regeneration and selection to obtain genetically stable transgenic plants. In order to apply the newly developed transformation system towards metabolic engineering of carotenoid biosynthesis, the daffodil phytoene synthase (PSY) gene was integrated into the maize genome. The results illustrate that expression of a recombinant PSY significantly increases carotenoid levels in leaves. The beta-carotene (pro-vitamin A) amounts in leaves of transgenic plants were increased by ~21\% in comparison to the wild-type. These results represent evidence for maize to have significant potential to accumulate higher amounts of carotenoids, especially beta-carotene, through transgenic expression of phytoene synthases. Finally, progresses were made towards developing transformation technologies in Peperomia (Piperaceae) by establishing an efficient leaf-based regeneration system. Also, factors determining plastid size and number in Peperomia, whose species display great interspecific variation in chloroplast size and number per cell, were investigated. The results suggest that organelle size and number are regulated in a tissue-specific manner rather than in dependency on the plastid type. Investigating plastid morphology in Peperomia species with giant chloroplasts, plasmatic connections between chloroplasts (stromules) were observed under the light microscope and in the absence of tissue fixation or GFP overexpression demonstrating the relevance of these structures in vivo. Furthermore, bacteria-like microorganisms were discovered within Peperomia cells, suggesting that this genus provides an interesting model not only for studying plastid biology but also for investigating plant-microbe interactions.},
  language  = {en}
}