@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}
}