TY  - CHAP
A1  - Jeltsch, Florian
A1  - Schröder-Esselbach, Boris
A1  - Blaum, Niels
A1  - Badeck, Franz-Werner
T1  - Einsatz der Fernerkundung in der Ökologie
BT  - Beispiele, Synergien und mögliche Verknüpfungen
N2  - Interdisziplinäres Zentrum für Musterdynamik und Angewandte Fernerkundung Workshop vom 9. - 10. Februar 2006
Y1  - 2006
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus-7075
ER  - 
TY  - THES
A1  - Kolasa, Anna
T1  - Identification and analysis of new phloem proteins from Brassicaceae and Cucurbitaceae
T1  - Identifizierung und Analyse neuer Phloemproteine aus Brassicaceen und Cucurbitaceen
N2  - The major aim of this work was the identification of new phloem sap proteins and a metabolic characterisation of this transport fluid. The experiments were performed on the three plant species C. sativus, C. maxima and B. napus. To characterise the phloem samples from B. napus, a new model plant for phloem analysis, western blot tests together with metabolite profiling were performed. GC-MS metabolite profiling and enzyme assays were used for measuring metabolites in the phloem of B. napus. Results from the phloem sap measurements showed, as expected, a typical sugar distribution for apoplasmic phloem loaders with sucrose being the predominant sugar. In stem extracts, the most abundant sugar was glucose with much lower fructose and sucrose levels. With the GC-MS approach it was possible to identify a number of metabolites which showed a differential distribution when phloem and stem tissue extracts were compared. For protein identification, two different approaches were employed (i) screening expression libraries with total phloem protein specific antisera and (ii) protein separation on 2 DE gels followed by ESI-MS/MS sequence analyses. For the first approach, three different phloem protein-specific antisera were produced and expression libraries were constructed. Phloem protein antisera were tested for specificity and some attempts to estimate specific epitopes were undertaken. Screening of the libraries resulted in the identification of 14 different proteins from all investigated species. Analyses of B. napus phloem sap proteins from 2 DE with ESI-MS/MS resulted in the identification of 5 different proteins. The phloem localisation of the identified proteins was additionally confirmed by western blot tests using specific antibodies. In order to functionally characterise some selected phloem proteins from B. napus, the group of potential calcium-binding polypeptides was analysed for functional Ca<sup>+2 binding properties and several Ca<sup>+2–binding proteins could be isolated. However, their sequences could as yet not be determined. Another approach used for functional protein characterisation was the analysis of Arabidopsis T-DNA insertion mutants. Four available mutants with insertions in phloem protein-specific genes were chosen from the SALK and GABI-Kat collections and selected homozygous lines were tested for the presence of the investigated proteins. In order to verify if the product of one of the mutated gene (GRP 7) is transported through the phloem, grafting experiments were performed followed by western blot analyses. Although the employed antiserum against GRP 7 protein did not allow distinguishing between the mutant and the wild type plants, successful Arabidopsis grafting could be established as a promising method for further studies on protein translocation through the phloem.
N2  - Das Hauptziel der vorliegenden Arbeit war die Identifizierung neuer Phloemsaftproteine sowie die metabolische Charakterisierung dieser Transportflüssigkeit. Die beschriebenen Experimente wurden an den vier Pflanzenarten Cucumis sativus, Curcurbita maxima, Brassica napus und Arabidopsis thaliana durchgeführt. Für die Analyse von Phloemsaftproteinen aus B. napus war zunächst wichtig, die Herkunft und Reinheit der gewonnenen Phloemproben mittels Western Blot Analysen, Bestimmungen der Zuckerkonzentration und einer metabolischen Charakterisierung mittels GC-MS zu überprüfen. Die Ergebnisse dieser Untersuchungen zeigten erwartungsgemäß die typische Zuckerzusammensetzung für apoplastische Phloembelader, mit Saccharose als vorherrschendem Zucker. In Stängelextrakten war dagegen Glukose der vorherrschende Zucker, wogegen Fruktose und Saccharose in wesentlich geringeren Mengen nachweisbar waren. Mit diesem GS-MS Ansatz war es möglich eine Vielzahl von Metaboliten zu identifizieren, die eine differentielle Verteilung in Phloemsaft und Stängelextrakt aufweisen. Ein Versuchsansatz zur Proteinanalyse war es Gene, welche Phloemproteine kodieren, zu klonieren. Zu diesem Zweck wurden Expressionsbibliotheken von C. maxima, C. sativus und B. napus konstruiert und anschließend mittels Phloemprotein-spezifischen Antiseren der entsprechenden Arten durchforstet. Des Weiteren wurden die Antiseren auf ihre Spezifität getestet und es wurden Versuche durchgeführt, um mögliche spezifische Epitope zu identifizieren. Die Durchforstung der Expressionsbibliotheken führte zur Identifizierung von 14 verschiedenen Proteinen aus den drei untersuchten Pflanzenarten. Im Rahmen einer umfassenden Charakterisierung des Phloemproteoms von B. napus mittels zwei-dimensionaler Gelelektorphorese (2 DE) und anschließender Massenspektrometrie (ESI-MS/MS), wurden insgesamt 5 neue Phloemproteine identifiziert. Die Lokalisierung dieser Proteine im Phloem wurde zusätzlich mittels Western Blot Analysen unter Verwendung spezifischer Antikörper verifiziert. Die funktionelle Analyse einiger dieser neu identifizierten Proteine wurde unter Zuhilfenahme von „knock-out“ Mutanten der Modelpflanze Arabidopsis thaliana begonnen. Das vorrangige Ziel dabei war, zu überprüfen, ob die ausgewählten Proteine tatsächlich im Phloem transportiert werden. Dazu wurden so genannte Pfropfungsversuche durchgeführt. Vier Arabidopsis Mutanten, die Insertionen in Phloemprotein-spezifischen Genen aufweisen wurden aus der SALK bzw. aus der GABI-KAT Sammlung ausgewählt und die selektierten, homozygoten Linien auf die Anwesenheit der entsprechenden Proteine hin untersucht. Um letztendlich den Transport eines der mutierten Genprodukte zu verifizieren (GRP 7), wurden Pfropfungsversuche mit anschließender Western Blot Analyse durchgeführt. Obwohl das entwickelte Antiserum gegen GRP 7 es nicht erlaubte zwischen mutierten und Wildtyp Pflanzen zu unterscheiden, konnte doch die Pfropfung von Arabidopsis Pflanzen erfolgreich etabliert werden. Somit steht nun eine Erfolg versprechende Methode zur Verfügung, um den Proteintransport durch das Phloem zu untersuchen. Eine weitere Gruppe von Phloemproteinen aus B. napus, solche mit einer potentiellen Calcium-bindenden Domäne, wurden ebenfalls funktionell auf mögliche Ca<sup>2+-bindende Eigenschaften hin untersucht, dabei konnten einige Ca<sup>2+–bindende Proteine isoliert werden, deren Sequenz bislang jedoch noch unbekannt ist.
KW  - Phloemproteine
KW  - Phloem
KW  - phloem
KW  - phloem proteins
Y1  - 2005
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus-6939
ER  - 
TY  - THES
A1  - Unterstab, Gunhild
T1  - Charakterisierung der viralen Genprodukte p10 und P des Borna Disease Virus
T1  - Characterization of the viral gene products p10 and P of the Borna disease virus
N2  - Das Borna Disease Virus (BDV, Bornavirus) besitzt ein einzelsträngiges RNA-Genom negativer Polarität und ist innerhalb der Ordnung Mononegavirales der Prototyp einer eigenen Virusfamilie, die der Bornaviridae. Eine außergewöhnliche Eigenschaft des Virus ist seine nukleäre Transkription und Replikation, eine weitere besteht in seiner Fähigkeit, als neurotropes Virus sowohl in vivo als auch in vitro persistente Infektionen zu etablieren. Die zugrunde liegenden Mechanismen sowohl der Replikation als auch der Persistenz sind derzeit noch unzureichend verstanden, auch deshalb, weil das Virus noch relativ „jung“ ist: Erste komplette Sequenzen des RNA-Genoms wurden 1994 publiziert und erst vor einigen Monaten gelang die Generierung rekombinanter Viren auf der Basis klonierter cDNA. Im Mittelpunkt dieser Arbeit standen das p10 Protein und das Phosphoprotein (P), die von der gemeinsamen Transkriptionseinheit II in überlappenden Leserahmen kodiert werden.  Als im Kern der Wirtszelle replizierendes Virus ist das Bornavirus auf zelluläre Importmechanismen angewiesen, um den Kernimport aller an der Replikation beteiligten viralen Proteine zu gewährleisten. Das p10 Protein ist ein negativer Regulator der viralen RNA-abhängigen RNA-Polymerase (L). In vitro Importexperimente zeigten, dass p10 über den klassischen Importin alpha/beta abhängigen Kernimportweg in den Nukleus transportiert wird. Dies war unerwartet, da p10 kein vorhersagbares klassisches Kernlokalisierungssignal (NLS) besitzt und weist darauf hin, dass der zelluläre Importapparat offensichtlich flexibler ist als allgemein angenommen. Die ersten 20 N-terminalen AS vermitteln sowohl Kernimport als auch die Bindung an den Importrezeptor Importin alpha. Durch Di-Alanin-Austauschmutagenese wurden die für diesen Transportprozess essentiellen AS identifiziert und die Bedeutung hydrophober und polarer AS-Reste demonstriert.  Die Fähigkeit des Bornavirus, persistente Infektionen zu etablieren, wirft die Frage auf, wie das Virus die zellulären antiviralen Abwehrmechanismen, insbesondere das Typ I Interferon (IFN)-System, unterwandert. Das virale P Protein wurde in dieser Arbeit als potenter Antagonist der IFN-Induktion charakterisiert. Es verhindert die Phosphorylierung des zentralen Transkriptionsfaktors IRF3 durch die zelluläre Kinase TBK1 und somit dessen Aktivierung. Der Befund, dass P mit TBK1 Komplexe bildet und zudem auch als Substrat für die zelluläre Kinase fungiert, erlaubt es, erstmalig einen Mechanismus zu postulieren, in dem ein virales Protein (BDV-P) als putatives TBK1-Pseudosubstrat die IRF3-Aktivierung kompetitiv hemmt.
N2  - The Borna Disease Virus (BDV) harbors a single stranded RNA genome of negative polarity. Within the order of Mononegavirales it is the prototype of a new virus family named Bornaviridae. Unique features of this neurotrope virus are its nuclear transcription and replication as well as its ability to establish persistent infections both in vivo and in vitro. The underlying mechanisms of BDV replication and persistence are currently not well understood amongst others due to the fact that BDV is quite a young virus: First complete sequences of the RNA genome have been published in 1994. Only a few months ago the generation of a recombinant Bornavirus from cloned cDNA has been accomplished.  The work presented here focused on the viral p10 protein and the phosphoprotein P that are both encoded by two overlapping reading frames of the transcription unit II.  Nuclear replication of the Bornavirus relies on cellular import mechanisms to allow for nuclear import of viral proteins involved in viral replication. The p10 protein has been described as a negative regulator of the viral RNA dependent RNA polymerase (L). In vitro import experiments revealed that p10 translocates into the nucleus via the classical importin alpha/beta; dependent pathway. This was unexpected since p10 does not contain a predictable classical nuclear localization signal (NLS) suggesting that the cellular import machinery is more flexible than generally believed. The first 20 amino acids mediate nuclear import and binding to the import receptor importin alpha. Analysis of di-alanine-exchange mutants identified essential amino acids and furthermore revealed the impact of hydrophobic and polar side chains in receptor binding and nuclear import.  The ability of the Bornavirus to establish persistent infections rises the question of how the virus circumvents cellular antiviral defense mechanisms, in particular the type I interferon system. This work characterizes the viral P protein as a potent antagonist of IFN beta induction. It prevents the activation of the central transcription factor IRF3 by interfering with the cellular kinase TBK1. The finding that P forms complexes with TBK1 and moreover serves as a kinase substrate allows to postulate a mechanism for the first time, in which a viral protein (BDV-P) acts as a putative TBK1 pseudo-substrate and thereby competitively inhibits IRF3 activation.
KW  - Interferon <beta->
KW  - Borna Disease Virus
KW  - Kernlokalisierungssignal
KW  - Importin
KW  - IRF3
KW  - TBK1
KW  - Borna disease virus
KW  - nuclear localization signal
KW  - importin
KW  - IRF3
KW  - TBK1
Y1  - 2005
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus-6905
ER  - 
TY  - THES
A1  - Barbirz, Stefanie
T1  - Konservierte Struktur bei genetischer Mosaizität : die Tailspike Proteine dreier Phagen der Familie Podviridae
T1  - Tailspike proteins of three Podoviridae : genetic mosaics with conserved hreedimensional structure
N2  - Die Tailspike Proteine (TSP) der Bakteriophagen P22, Sf6 und HK620 dienen der Erkennung von Kohlenhydratstrukturen auf ihren gram-negativen Wirtsbakterien und zeigen, von den ersten 110 Aminosäuren des N-Terminus abgesehen, keine Sequenzübereinstimmung. Mit Röntgenkristallstrukturanalyse konnte gezeigt werden, dass HK620TSP und Sf6TSP ebenfalls zu einer parallelen, rechtsgängigen beta-Helix falten, wie dies schon für P22TSP bekannt war. Die Kohlenhydratbindestelle ist bei Sf6TSP im Vergleich zu P22TSP zwischen die Untereinheiten verschoben.
N2  - The bacteriophages P22, Sf6 and HK620 need their tailspike proteins (TSP) for recognition of surface carbohydrates on their gram-negative host bacteria. Sequence identity is completely lacking in their C-terminal 500 to 600 amino acids. The three TSP have the same fold, an oligomeric parallel beta-helix, as shown by crystal structure analyses of HK620TSP and Sf6TSP. Compared with P22TSP, the carbohydrate binding site of Sf6TSP is located at the interface between two monomers and not on a single monomer.
KW  - Bakteriophagen
KW  - Skleroproteine
KW  - Helix <beta->
KW  - Lipopolysaccharide
KW  - parallele beta-Helix
KW  - genetisches Mosaik
KW  - Tailspike
KW  - Kohlenhydrat-Protein-Wechselwirkung
KW  - parallel beta-helix
KW  - genetic mosaicism
KW  - tailspike
KW  - carbohydrate binding site
Y1  - 2005
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus-6885
ER  - 
TY  - THES
A1  - Zhang, Baichen
T1  - Dissection of phloem transport in cucurbitaceae by metabolomic analysis
T1  - Analyse des Phloemtransports bei Cucurbitaceae mittels Metabolomics
N2  - This thesis aimed to investigate several fundamental and perplexing questions relating to the phloem loading and transport mechanisms of Cucurbita maxima, by combining metabolomic analysis with cell biological techniques. This putative symplastic loading species has long been used for experiments on phloem anatomy, phloem biochemistry, phloem transport physiology and phloem signalling. Symplastic loading species have been proposed to use a polymer trapping mechanism to accumulate RFO (raffinose family oligosaccharides) sugars to build up high osmotic pressure in minor veins which sustains a concentration gradient that drives mass flow. However, extensive evidence indicating a low sugar concentration in their phloem exudates is a long-known problem that conflicts with this hypothesis. Previous metabolomic analysis shows the concentration of many small molecules in phloem exudates is higher than that of leaf tissues, which indicates an active apoplastic loading step. Therefore, in the view of the phloem metabolome, a symplastic loading mechanism cannot explain how small molecules other than RFO sugars are loaded into phloem.  Most studies of phloem physiology using cucurbits have neglected the possible functions of vascular architecture in phloem transport. It is well known that there are two phloem systems in cucurbits with distinctly different anatomical features: central phloem and extrafascicular phloem. However, mistaken conclusions on sources of cucurbit phloem exudation from previous reports have hindered consideration of the idea that there may be important differences between these two phloem systems.  The major results are summarized as below: 1) O-linked glycans in C.maxima were structurally identified as beta-1,3 linked glucose polymers, and the composition of glycans in cucurbits was found to be species-specific. Inter-species grafting experiments proved that these glycans are phloem mobile and transported uni-directionally from scion to stock. 2) As indicated by stable isotopic labelling experiments, a considerable amount of carbon is incorporated into small metabolites in phloem exudates. However, the incorporation of carbon into RFO sugars is much faster than for other metabolites. 3) Both CO2 labelling experiments and comparative metabolomic analysis of phloem exudates and leaf tissues indicated that metabolic processes other than RFO sugar metabolism play an important role in cucurbit phloem physiology. 4) The underlying assumption that the central phloem of cucurbits continuously releases exudates after physical incision was proved wrong by rigorous experiments including direct observation by normal microscopy and combined multiple-microscopic methods. Errors in previous experimental confirmation of phloem exudation in cucurbits are critically discussed. 5) Extrafascicular phloem was proved to be functional, as indicated by phloem-mobile carboxyfluorescein tracer studies. Commissural sieve tubes interconnect phloem bundles into a complete super-symplastic network. 6) Extrafascicular phloem represents the main source of exudates following physical incision. The major transported metabolites by these extrafacicular phloem are non-sugar compounds including amino acids, O-glycans, amines. 7) Central phloem contains almost exclusively RFO sugars, the estimated amount of which is up to 1 to 2 molar. The major RFO sugar present in central phloem is stachyose.  8) Cucurbits utilize two structurally different phloem systems for transporting different group of metabolites (RFO sugars and non-RFO sugar compounds). This implies that cucurbits may use spatially separated loading mechanisms (apoplastic loading for extrafascicular phloem and symplastic loading for central phloem) for supply of nutrients to sinks.  9) Along the transport systems, RFO sugars were mainly distributed within central phloem tissues. There were only small amounts of RFO sugars present in xylem tissues (millimolar range) and trace amounts of RFO sugars in cortex and pith. The composition of small molecules in external central phloem is very different from that in internal central phloem. 10) Aggregated P-proteins were manually dissected from central phloem and analysed by both SDS-PAGE and mass spectrometry. Partial sequences of peptides were obtained by QTOF de novo sequencing from trypsin digests of three SDS-PAGE bands. None of these partial sequences shows significant homology to known cucurbit phloem proteins or other plant proteins. This proves that these central phloem proteins are a completely new group of proteins different from those in extrafascicular phloem. The extensively analysed P-proteins reported in literature to date are therefore now shown to arise from extrafascicular phloem and not central phloem, and therefore do not appear to be involved in the occlusion processes in central phloem.
N2  - Phloem transportiert ein ausgedehntes Spektrum an Molekülen zwischen Pflanzenorganen, um Wachstum und Entwicklung zu koordinieren. Folglich ist eine umfassende und unvoreingenommene Metabolom-Analyse notwendig, um unser Verständnis über den Transport von Stoffwechselprodukten sowie über Phloemtransport zu vertiefen. Phloemexsudate von Kürbispflanzen werden unter Verwendung der Metabolom-Analyse analysiert. Bei diesen Pflanzen wird angenommen, dass sie symplastische Beladungswege verwenden, um Photoassmilate als Ausgangsschritt des Phloemtransportes zu konzentrieren. Zwei neue Familien Callose-verwandter Substanzen, 1,3-Overknüpfte Glycane, sowie eine Reihe anderer kleinerer Metabolite werden in den Phloemexsudaten detektiert. Metabolom-Daten und physiologische Experimente widersprechen früher berichtetem Verständnis des Phloemexsudationsprozesses in Kürbispflanzen. Folglich bestätigt sich der Phloemexsudationsprozeß durch Kombination unterschiedlicher mikroskopischer Techniken. Kürbispflanzen besitzen zwei Phloemsysteme mit eindeutigen anatomischen Eigenschaften. Es zeigt sich, daß Phloemexsudate in Kürbissen hauptsächlich vom extrafaszikulären Phloem, nicht vom zentralen Phloem, stammen. In den letzten Jahrzehnten wurde gewöhnlich mißverstanden, daß Phloemexsudate vom zentralen Phloem stammen. Die eindeutigen metabolischen Profile der unterschiedlichen Phloemsysteme, die durch Metabolom-Analysen in der räumlichen Auflösung beobachtet werden, bestätigen die unterschiedlichen physiologischen Funktionen der zwei unterschiedlichen Phloemsysteme: das zentrale Phloem transportiert hauptsächlich Zucker, während das extrafaszikuläre Phloem ein ausgedehntes Spektrum von Metaboliten transportiert. Es kann auch ein unterschiedliches metabolisches Profil kleiner Moleküle zwischen internem und externem zentralem Phloem beobachtet werden. Von Strukturproteinen des zentralen Phloems wurden auch Proben genommen und mittels Massenspektrometrie analysiert. Diese Proteine erweisen sich als neuartige Proteine, die sich zu denen im extrafaszikulären Phloem unterscheiden. Dies bestätigt ferner den Funktionsunterschied der unterschiedlichen Phloemsysteme in Kürbispflanzen. Basierend auf diesen neuartigen Entdeckungen des Phloem-Metaboloms und dem vorhergehenden Wissen über den Phloemtransport in Kürbispflanzen, wird ein neues Modell vorgeschlagen, um den Mechanismus des Phloemtransports in der symplastischen Beladung zu verstehen.
KW  - phloem
KW  - metabolomics
KW  - cucurbits
KW  - phloem proteins
KW  - phloem
KW  - symplastic loading
KW  - metabolomic analysis
KW  - p-proteins
KW  - phloem architecture
Y1  - 2005
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus-6644
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TY  - THES
A1  - Kolbe, Anna
T1  - Redox-regulation of starch and lipid synthesis in leaves
T1  - Redox-Regulation von Stärke- und Lipidsynthese in Blättern
N2  - Post-translational redox-regulation is a well-known mechanism to regulate enzymes of the Calvin cycle, oxidative pentose phosphate cycle, NADPH export and ATP synthesis in response to light. The aim of the present thesis was to investigate whether a similar mechanism is also regulating carbon storage in leaves.  Previous studies have shown that the key-regulatory enzyme of starch synthesis, ADPglucose pyrophosphorylase (AGPase) is inactivated by formation of an intermolecular disulfide bridge between the two catalytic subunits (AGPB) of the heterotetrameric holoenzyme in potato tubers, but the relevance of this mechanism to regulate starch synthesis in leaves was not investigated. The work presented in this thesis shows that AGPase is subject to post-translational redox-regulation in leaves of pea, potato and Arabidopsis in response to day night changes. Light was shown to trigger posttranslational redox-regulation of AGPase. AGPB was rapidly converted from a dimer to a monomer when isolated pea chloroplasts were illuminated and from a monomer to a dimer when preilluminated leaves were darkened. Conversion of AGPB from dimer to monomer was accompanied by an increase in activity due to changes in the kinetik properties of the enzyme. Studies with pea chloroplast extracts showed that AGPase redox-activation is mediated by thioredoxins f and m from spinach in-vitro. In a further set of experiments it was shown that sugars provide a second input leading to AGPase redox activation and increased starch synthesis and that they can act as a signal which is independent from light. External feeding of sugars such as sucrose or trehalose to Arabidopsis leaves in the dark led to conversion of AGPB from dimer to monomer and to an increase in the rate of starch synthesis, while there were no significant changes in the level of 3PGA, an allosteric activator of the enyzme, and in the NADPH/NADP+ ratio. Experiments with transgenic Arabidopsis plants with altered levels of trehalose 6-phosphate (T6P), the precursor of trehalose synthesis, provided genetic evidence that T6P rather than trehalose is leading to AGPase redox-activation. Compared to Wt, leaves expressing E.coli trehalose-phosphate synthase (TPS) in the cytosol showed increased activation of AGPase and higher starch level during the day, while trehalose-phosphate phosphatase (TPP) overexpressing leaves showed the opposite. These changes occurred independently of changes in sugar and sugar-phosphate levels and NADPH/NADP+ ratio. External supply of sucrose to Wt and TPS-overexpressing leaves led to monomerisation of AGPB, while this response was attenuated in TPP expressing leaves, indicating that T6P is involved in the sucrose-dependent redox-activation of AGPase. To provide biochemical evidence that T6P promotes redox-activation of AGPase independently of cytosolic elements, T6P was fed to intact isolated chloroplasts for 15 min. incubation with concentrations down to 100 µM of T6P, but not with sucrose 6-phosphate, sucrose, trehalose or Pi as controls, significantly and specifically increased AGPB monomerisation and AGPase activity within 15 minutes, implying T6P as a signal reporting the cytosolic sugar status to the chloroplast. The response to T6P did not involve changes in the NADPH/NADP+ ratio consistent with T6P modulating redox-transfer to AGPase independently of changes in plastidial redox-state.  Acetyl-CoA carboxylase (ACCase) is known as key-regulatory enzyme of fatty acid and lipid synthesis in plants. At the start of the present thesis there was mainly in vitro evidence in the literature showing redox-regulation of ACCase by DTT, and thioredoxins f and m. In the present thesis the in-vivo relevance of this mechanism to regulate lipid synthesis in leaves was investigated. ACCase activity measurement in leaf tissue collected at the end of the day and night in Arabidopsis leaves revealed a 3-fold higher activation state of the enzyme in the light than in the dark. Redox-activation was accompanied by change in kinetic properties of ACCase, leading to an increase affinity to its substrate acetyl-CoA . In further experiments, DTT as well as sucrose were fed to leaves, and both treatments led to a stimulation in the rate of lipid synthesis accompanied by redox-activation of ACCase and decrease in acetyl-CoA content.  In a final approach, comparison of metabolic and transcript profiling after DTT feeding and after sucrose feeding to leaves provided evidence that redox-modification is an important regulatory mechanism in central metabolic pathways such as TCA cycle and amino acid synthesis, which acts independently of transcript levels.
N2  - Es ist bereits seit längerem bekannt, dass viele Enzyme des Calvinzyklus, des oxidativen Pentosephosphatwegs, des NAD(P)H-Exports und der ATP-Synthese durch post-translationale Redox-Modifikation in Antwort auf Licht reguliert werden. In der vorliegenden Arbeit sollte untersucht werden, ob ein ähnlicher Mechanismus auch die Kohlenstoffspeicherung in Blättern reguliert.  Vorangegangene Studien mit Kartoffelknollen zeigten, dass das Schlüsselenzym der Stärkesynthese ADP-Glukose-Pyrophosphorylase (AGPase) durch die Bildung einer Disulfidbrücke zwischen den zwei kleinen Untereinheiten (AGPB) des tetrameren Proteins inaktiviert wird, die Bedeutung dieses Mechanismus für die Stärkesynthese in Blättern blieb jedoch bislang ungeklärt. Die vorliegenden Arbeiten zeigen, das AGPase in Erbsen-, Kartoffel- und Arabidopsis-Blättern über post-translationale Redox-Modifikation in Antwort auf Tag-Nacht Änderungen reguliert wird. Dies erfolgt über ein Licht-abhängiges Signal, da, erstens, AGPB in isolierten Chloroplasten durch Belichtung sehr schnell von Dimer zu Monomer umgewandelt wird und, zweitens, ein Abdunkeln der Blätter zu einer schnellen Umwandlung von AGPB von Monomer zu Dimer führt. Die Monomerisierung von AGPB ging mit Änderungen in den kinetischen Eigenschaften des Enzyms einher, die zu einer Aktivierung führten. Studien mit Extrakten aus Erbsenchloroplasten zeigten, dass die AGPase-Redoxaktivierung in-vitro durch die Thioredoxine f und m aus Spinat vermittelt wird. In einem weiteren experimentellen Ansatz konnte gezeigt werden, dass auch Zucker zu Redox-Aktivierung der AGPase und erhöhter Stärkesynthese in Blättern führen, und dass diese unabhängig von Licht wirken. Externe Zugabe von Zuckern wie Saccharose oder Trehalose an Arabidopsis-Blätter im Dunkeln führten zu Monomerisierung von AGPB und einer Erhöhung der Stärkesyntheserate , während die Spiegel des allosterischen Aktivators 3PGA unverändert blieben und keine Änderungen im NADPH/NADP+-Verhältnis auftraten. Experimente mit transgenen Arabidopsis-Pflanzen mit veränderten Spiegeln des Vorläufers der Trehalosesynthese, Trehalose-6-phosphat (T6P), zeigten, dass T6P und nicht Trehalose zu Redox-Aktivierung von AGPase führt. Expression einer E. coli T6P synthase (TPS) im Zytosol führte zu erhöhter Redox-Aktivierung von AGPase und erhöhter Stäreksynthese in Blättern, während die Expression einer T6P-Phosphatase (TPP) gegenteilige Änderungen bewirkte. Diese Auswirkungen erfolgten unabhängig von Änderungen in den Spiegeln von Zuckern und Zuckerphosphaten oder im NADPH/NADP+-Verhältnis. Externe Zugabe von Saccharose führte zu Monomerisierung von AGPB in Wildtyp und TPS exprimierenden Blättern, während diese Antwort in TPP exprimierenden Blättern stark abgeschwächt war. Dies zeigt, dass T6P eine wesentliche Komponente darstellt, die die Redox-Aktivierung der AGPase in Antwort auf Saccharose vermittelt. T6P wurde auch für 15 min direkt an intakte, isolierte Erbsenchloroplasten gefüttert. T6P Konzentrationen im Bereich von 100 µM bis 10 mM führten zu einem signifikanten und spezifischen Anstieg der AGPB-Monomersierung und der AGPase Aktivität. Dies zeigt, dass T6P auch ohne zytosolische Elemente die Redox-Aktivierung der AGPase stimuliert und somit ein Signal zwischen Zytosol und Plastid darstellt. Diese Antwort erfolgte ohne Änderungen im NADPH/NADP+-Verhältnis, was zeigt, dass T6P eher den Redox-Transfer zu AGPase als den Redoxzustand des Chloroplasten moduliert.  Acetyl-CoA-Carboxylase (ACCase) ist als Schlüsselenzym der Fettsäure- und Lipidsynthese in Pflanzen bekannt. Zu Beginn der vorliegenden Arbeit lagen hauptsächlich in-vitro Befunde vor, die zeigten, dass ACCase durch DTT und thioredoxine f und m über Redox-Modulation reguliert wird. In der Arbeit sollte daher die in-vivo Relevanz dieses Mechanismus für die Regulation der Lipidsynthese in Blättern untersucht werden. ACCase zeigte einen höheren Redox-Aktivierungszustand in Arabidopsis-Blätter, die während des Tages im Vergleich zur Nacht geerntet wurden. Die Redox-Aktivierung der ACCase wurde von Änderungen in den kinetischen Eigenschaften begleitet und führte zu einer erhöhten Affinität des Enzymes gegenüber Acetyl-CoA als Substrat.  In weiteren Versuchen wurde sowohl DTT als auch Saccharose an Blätter gefüttert, und beide Behandlungen führten zu Redox-Aktivierung von ACCase, was mit erhöhten Lipidsynthesraten und einem Rückgang des Acetyl-CoA-Spiegels einherging.
KW  - Redoxreaktion
KW  - Thioredoxine
KW  - ADP-Glukosepyrophosphorylase
KW  - Acetyl-CoA carboxylase
KW  - Trehalose-6-Phosphat
KW  - Lipid Synthese
KW  - Stärke Synthese
KW  - Lipid synthesis
KW  - Starch synthesis
KW  - thioredoxin
KW  - redox
Y1  - 2005
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus-6388
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TY  - THES
A1  - Schorling, Markus
T1  - Ökologische und phytomedizinische Untersuchungen zum Anbau von Bt-Mais im Maiszünsler-Befallsgebiet Oderbruch
T1  - Ecological and phytomedical investigations on Bt maize grown in the European corn borer (Ostrinia nubilalis) infested area in the Oderbruch region (Germany)
N2  - In den letzten 20 Jahren hat sich der Maiszünsler (Ostrinia nubilalis HÜBNER), aus der Schmetterlingsfamilie der Pyralidae oder Zünsler, zum bedeutendsten tierischen Schädling des Maises (Zea mays) entwickelt. Eine Möglichkeit den Befall des Maiszünslers abzuwenden, bietet der Anbau von Bacillus thuringiensis-Mais (Bt-Mais). Mit Hilfe der Gentechnik wurden Gene des Bakteriums Bacillus thuringiensis übertragen, die einen für Fraßinsekten giftigen Wirkstoff bilden, wodurch die Pflanzen während der kompletten Vegetation vor den Larven des Maiszünslers geschützt sind. Ziel des vorliegenden Projektes war es, in einer 3-jährigen Studie die Auswirkungen des großflächigen Anbaus von Bt-Mais auf die ökologische Situation und den Handlungsrahmen des integrierten Pflanzenschutzes komplex zu untersuchen. Dazu wurden in Betrieben im Oderbruch, das als permanentes Befallsgebiet des Maiszünslers gilt, in den Jahren 2002 bis 2004 jährlich zwei Felder mit jeweils einer Bt-Sorte und einer konventionellen Sorte angelegt. Zusätzlich wurden biologische und chemische Maiszünsler-Bekämpfungsvarianten geprüft. Durch verschiedene Methoden wie Bonituren, Ganzpflanzenernten, Bodenfallenfänge und Beobachtungen des Wahlverhaltens von (Flug-)insekten konnten Aussagen zum Vorkommen von Insekten und Spinnentieren getroffen werden, wobei hierfür Daten aus Untersuchungen der Jahre 2000 und 2001 im Oderbruch ergänzend herangezogen werden konnten. Durch Ertragsmessungen, Energie- und Qualitätsermittlungen, sowie Fusarium- und Mykotoxinanalysen konnte der Anbau von Bt-Mais als neue Alternative zur Bekämpfung des Maiszünslers bewertet werden. Bezüglich des Auftretens von Insekten und Spinnentieren wurden im Mittel der fünfjährigen Datenerhebung beim Vergleich der Bt-Sorte zur konventionellen Sorte, mit Ausnahme der fast 100 %igen Bekämpfung des Maiszünslers, keine signifikanten Unterschiede festgestellt. Hierfür wurde ein besonderes Augenmerk auf Thripse, Wanzen, Blattläuse und deren Fraßfeinde, sowie mittels Bodenfallenfängen auf Laufkäfer und Spinnen gerichtet. Die erwarteten ökonomischen Vorteile wie etwa Ertragsplus oder bessere Nährstoff- und Energiegehalte durch geringeren Schaden beim Anbau von Bt-Mais als Silomais blieben in den Untersuchungsjahren aus. Allerdings zeigten Fusarium- und Mykotoxinanalysen eine geringere Belastung des Bt-Maises, was möglicherweise auf den geringeren Schaden zurückzuführen ist, da beschädigte Pflanzen für Fusarium und Mykotoxine anfälliger sind. Desweiteren konnten erste methodische Ansätze für ein auf EU-Ebene gefordertes, den Anbau von Bt-Mais begleitendes Monitoring, erarbeitet werden. So konnten Vorschläge für geeignete Methoden, deren Umfang sowie des Zeitpunktes der Durchführungen gemacht werden.
N2  - In the last 20 years the European corn borer (Ostrinia nubilalis, Pyralidae) has become the most important pest in maize (Zea mays). One of a couple of possibilities to reduce the infestation by the European corn borer is the cultivation of Bacillus thuringiensis maize (Bt maize). Genetic engineering transmitted genes from Bacillus thuringiensis, which produce a substance that is toxic to feeding insects and thus protect plants against the larvae of the European corn borer during the whole vegetation. The present project is a 3-year study to identify the effects of Bt maize growing on the ecological situation and the possibilities of integrated plant protection. From 2002 to 2004, two fields in the Oderbruch region, where Ostrinia nubilalis occurs, were each planted with Bt maize and a conventional maize variety every year. Furthermore, a biological and a chemical strategy against the European corn borer were verified. Different methods like counts, harvest of whole plants, pitfall traps and observation the landing behaviour of flying insects were used to determine the abundance of insects and spiders. Furthermore, we could use additional data from studies obtained in the Oderbruch region in 2000 and 2001. The determination of yield, quality and energy content of the crops as well as of the degree of Fusarium infection and contamination by mycotoxins led to the conclusion that the cultivation of Bt maize is a new alternative strategy to control the European corn borer. The average occurrence of insects and spiders did not differ significantly between Bt maize and the conventional variety in the 5 years of data recording. The only exception is the almost total control of the European corn borer. Attention was especially paid to thrips, bugs, aphids and their feeding enemies and using ground traps to ground beetles and spiders. The expected economic benefits like increased yield or nutrient and energy content of the crop as a result of a minimized damage to silage Bt maize were not achieved in the years under investigation. However, the analysis of Fusarium and mycotoxins indicated a lower exposure of Bt maize, which may result from a lower damage caused by Ostrinia nubilalis, and damaged plants are more susceptible to Fusarium and mycotoxins. Furthermore, we developed a first methodological approach for the monitoring procedure of Bt maize growing required by the EU. We have made proposals on appropriate methods, their extent as well as the optimum time of their application.
KW  - Maiszünsler
KW  - Oderbruch
KW  - Monitoring
KW  - Gentechnologie
KW  - Biodiversität
KW  - Bt-Mais
KW  - Bt maize
KW  - European corn borer
KW  - Ostrinia nubilalis
KW  - genetic engineering
KW  - monitoring
Y1  - 2005
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus-6260
ER  - 
TY  - THES
A1  - Nita, Ana-Silvia
T1  - Genetic mapping and molecular characterization of tbr1 mutant in Arabidopsis thaliana
T1  - Genetic mapping and molecular characterization of tbr1 mutant in Arabidopsis Thaliana
N2  - Arabidopsis thaliana trichomes exhibit strong birefringence under polarized light, a characteristic of cell walls containing large amounts of highly ordered cellulose microfibrils. The tbr1 mutant of Arabidopsis lacks trichome birefringence and is deficient in secondary cell wall cellulose synthesis (Potikha and Delmer, 1995). The TBR gene was identified by recombinational mapping, candidate gene sequencing and molecular complementation using genomic cosmid clones, as well as a p35S:TBR genomic DNA construct, fully rescuing the mutant phenotype in both cases. The only mutant allele available (tbr-1) carries a substitution (G to E) in a conserved aminoacid domain of the protein.  TBR gene structure was proved to have a longer size than the one found to be annotated at the time of identification in the data-base. A full cDNA clone containing the full transcript was available and also complementation experiments using different gene fragments (annotated and suggested) leaded to the result that TBR gene is indeed, longer. TBR encodes a novel plant-specific protein with predicted plasma membrane localization, therefore being consistent with idea that is required for-, or is a novel component of a functional cellulose synthase complex. TBR is part of an Arabidopsis gene/protein family, (TBL-trichome birefringence like) which, depending on homology, comprises up to 20 members, none of which has a biological or biochemical function attributed. T-DNA insertion lines in TBR gene and two close homologues have been screened by PCR, but no homozygous were found and no trichomes phenotype was identified. Promoter-GUS lines were produced for TBR, as well as for its two closest homologues (one being a segmentally duplicated gene on chromosome III), using 1.6-2 kb of promoter sequence upstream of the annotated start codons. The TBR promoter was the only one of the three that yielded trichome expression, this probably explaining the phenotype of the TBR mutant. Moreover, TBR is expressed in leaves, in growing lateral roots, and in vascular tissues of young Arabidopsis seedlings and plantlets. Later on, the expression appears in inflorescens, stems, flowers and green siliques. This expression pattern is largely overlapping with those of the two analyzed homologues and it corresponds with data of RT-PCR expression profiling performed for TBR and the two analyzed homologues in different tissues, at different developmental stages. Biochemical analysis of cell wall (leaves and trichomes), as GC and MALDI-TOF, were performed, but revealed no major differences between tbr1 and wild type plants. Scanning electron microscopy analysis and cell wall polysaccharides antibody labeling showed a clear difference in the trichomes cell wall structure between mutant plant and wild type.
N2  - Genetische Kartierung und molekulare Charakterisierung der tbr-Mutante in Arabidopsis thaliana.  Arabidopsis Trichome zeigen eine starke Doppelbrechung unter polarisiertem Licht, ein charakteristisches Merkmal der Sekundärzellwand, die aus großen Mengen parallel angeordneten Zellulose-Mikrofibrillen besteht. In der Arabidopsis tbr-Mutante ist die Synthese der Sekundärzellwand fehlerhaft. Die Trichome der tbr-Mutante zeigen unter polarisiertem Licht den Doppelbrechungseffekt nicht (Potikha and Delmer, 1995).  TBR ist ein pflanzenspezifisches Protein, das in der Plasmamembran lokalisiert ist. Diese Tatsache lässt vermuten, dass TBR eine Rolle bei der Zellulose-Synthese spielt oder Teil des Zellulose-Synthese Komplexes ist. Die TBR Genfamilie besteht aus 20 Genen, deren biologische oder biochemische Funktion nicht bekannt ist. Das TBR Gen wurde durch „recombinational mapping“ und Sequenzierung identifiziert. Die molekulare Komplementation erfolgte unter Verwendung von Cosmidklonen und einem p35S:TBR genomischen DNA-Konstrukt und konnte den Wildtypphänotyp wieder vollständig herstellen. Die tbr-1 Mutante trägt einen Basenaustausch (G nach A) in einer hochkonservierten Aminosäuresequenz im Protein. In einer Arabidopsis T-DNA Linie mit Insertion in einem Exon konnten in einem PCR-Screen nur heterozygote Pflanzen identifiziert werden. Diese zeigten alle im polarisierten Licht den Doppelbrechungseffekt nicht. Ein möglicher Hinweis für den Phänotyp der tbr-Mutante könnte die Expressionsanalyse durch ein Promotor-GUS Konstrukt sein. Hierfür wurde eine 1,6 kb Sequenz, die upstream des TBR Startcodons liegt verwendet. Es zeigte sich, dass die Expression in den sowohl in den Trichomen zu finden war, als auch in Blättern, der Seitenwurzel und in vaskulären Gewebe junger Arabidopsis Keimlinge. In späteren Entwicklungsstadien ist eine Expression in den Stämmen, Blüten und grünen Schoten sichtbar. Diese Ergebnisse konnten durch RT-PCR Expressionsprofile und anhand der AtGenExpress Daten verifiziert werden. Zellwandanalysen durch GC und MALDI-TOF der Blätter und Trichome zeigten keine signifikanten Unterschiede zwischen der tbr-Mutante und Wildtyppflanzen. In den Pektinen der primären Zellwand konnten Unterschiede durch Immunolabeln der Zellwände festgestellt werden.  Lokalisationsanalysen wurden mit Hilfe von C- und N-terminalen GFP-Konstrukten durchgeführt. Es konnte kein Signal detektiert werden. Mit Hilfe der Konstrukte konnte jedoch der Wildtyp Phänotyp wieder hergestellt werden.  Es konnte also gezeigt werden, dass durch die genetische Kartierung und molekulare Charakterisierung des TBR Gens, ein an der Synthese der Zellulose beteiligtes Gen gefunden wurde.
KW  - tbr mutant
KW  - tbr mutant
KW  - tbr mutant
Y1  - 2005
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus-5992
ER  - 
TY  - THES
A1  - Schäfer, Arne
T1  - Characterization of ammoniumtransporters in Arabidopsis thaliana
T1  - Charakterisierung der Ammoniumtransporter in Arabidopsis thaliana
N2  - Nitrogen is often a limiting factor for plant growth due to its heterogenous distribution in the soil and to seasonal and diurnal changes in growth rates. In most soils, NH4+ and NO3 – are the predominant sources of inorganic nitrogen that are available for plant nutrition. In this context, plants have evolved mechanisms that enable them to optimize nitrogen acquisition, which include transporters specialized in the uptake of nitrogen and susceptible to a regulation that responds to nitrogen limiting or excess conditions. Although the average NH4+ concentrations of soils are generally 100 to 1000 times lower than those of NO3 – (Marschner, 1995), most plants preferentially take up NH4+ when both forms are present because unlike NO3– , NH4+ has not to be reduced prior to assimilation and thus requires less energy for assimilation (Bloom et al., 1992). Apart from high uptake rates in roots, high intracellular ammonium concentrations also result from quantitatively important internal breakdown of amino acids (Feng et al., 1998), and originates in high quantities during photorespiration (Mattson et al., 1997, Pearson et al., 1998). Thus, NH4+ is a key component of nitrogen metabolism for all plants and can accumulate to varying concentrations in all compartments of the cell, including the cytosol, the vacuole and in the apoplast (Wells and Miller, 2000; Nielsen and Schjoerring, 1998). Two related families of ammonium transporters (AMT1 and AMT2), containing six genes which encode transporter proteins that are specific for ammonium had been identified prior to this thesis and some genes had partially been characterised in Arabidopsis (Gazzarrini et al., 1999; Sohlenkamp et al. 2002; Kaiser et al., 2002). However, these studies were not sufficient to assign physiological functions to the individual transporters and AMT1.4 and AMT1.5 had not been studied prior to this thesis. Given this background, it was considered desirable to acquire a deeper knowledge of the physiological functions of the six Arabidopsis ammonium transporters. To this end, tissue specific expression profiles of the individual wildtype AtAMT genes were performed by quantitative real time PCR (qRT-PCR) and promoter-GUS expression. Modern approaches such as the use of T-DNA insertional mutants and RNAi hairpin constructs were employed to reduce the expression levels of AMT genes. Transcript levels were determined, and physiological, biochemical and developmental analysis such as growth tests on different media and 14C-MA and NH4+ uptake studies with the isolated insertional mutants and RNAi lines were performed to deepen the knowledge of the individual functions of the six AMTs in Arabidopsis. In addition, double mutants of the insertional mutants were created to investigate the extent in which homologous genes could compensate for lost transporter functions. The results described in this thesis show that the six AtAMT genes display a high degree of specifity in their tissue specific expression and are likely to play complementary roles in ammonium uptake into roots, in shoots, and in flowers. AtAMT1.1 is likely to be a ‘work horse’ for cellular ammonium transport and reassimilation. A major role is probably the recapture of photorespiratory NH3/NH4+ escaping from the cytosol. In roots, it is likely to transport NH4+ from the apoplast into cortical cells. AtAMT1.3 and AtAMT1.5 appear to be specialised in the acquisition of external NH4+ from the soil. Furthermore, AtAMT1.5 plays an additional role in the reassimilation of NH3/NH4+ released during the breakdown of storage proteins in the cotyledons of germinating seedlings. It was difficult to distinguish a specialisation between the transporters AtAMt1.2 and AtAMt1.1, however the root and flower specific expression patterns are different and indicate alternative functions of both. AtAMT1.4 has a very distinct expression which is restricted to the vascular bundels of leaves and to pollen only, where it is likely to be involved in the loading of NH4+ into the cells.The AtAMT2.1 expression pattern is confined to vascular bundels and meristematic active tissues in leaves where ammonium concentrations can reach very high levels. Additionally, the Vmax of AtAMT2 increases with increasing external pH, contrasting to AtAMT1.1. Thus, AtAMT2.1 it might be specialised in ammonium transport in ammonium rich environments, where the functions of other transporters are limited, enabling cells to take up NH4+ over a wide range of concentrations. The root hair expression ascribes an additional role in NH3/NH4+ acquisition where it possibly serves as a transporter that is able to acquire ammonium from basic soils where other transporters become less effective.RNAi lines showing a reduction in AtAMT gene mRNA levels and NH4+ transport kinetics, grew slower and flowering time was delayed. This indicates that NH4+ is a crucial and limiting factor for plant growth.
N2  - Ammonium stellt die von Pflanzen bevorzugte Aufnahmeform anorganischen Stickstoffes dar. Neben dem natürlichen Vorkommen im Boden, wird Ammonium während des Aminosäurestoffwechsels und der Photorespiration innerhalb des Pflanzenkörpers freigesetzt. Um Ammonium aus diesen Quellen zu assimlieren und zwischen den einzelnen Zellen zu transportieren hat die dikotyle Samenpflanze Arabidosis thaliana sechs veschiedene Ammoniumtransporter (AMT) evolviert. Zur Charakterisierung der spezifischen Funktionen der AMts wurden Expressionsprofile der jeweiligen Gene innerhalb der Wurzeln, des Sprosses und der Blüten unter verschiedenen Nährstoffbedingungen mittels quantitativer real-time PCR (qRT-PCT) und Promotor-GUS Expression erstellt. Weiter wurde die Fähigkeit zur spezifischen Regulation der einzelnen Transportergene in Abhängikeit des Stickstoffbedarfes der Pflanze analysiert. Zur Reduktion der mRNA Level der AMTs wurden RNA-Interferenz (RNAi) Mutanten erzeugt und um den Effekt des Verlustes einzelner AMTs zu studieren wurden T-DNA Insertionsmutanten dieser Gene isoliert. Von den mutanten Linien wurden die Transkriptionsraten durch qRT-PCR bestimmt und die NH4+ Transportleistungen durch 14C-Methylammonium (14C-MA) und Ammonium-Aufnahme Experimente analysiert. Weiter wurden Wachstumsanalysen der Mutanten auf verschiedenen Nährmedien durchgeführt und ihre vegetative und generative Entwicklung charakterisiert. Von den isolierten T-DNA Insertionsmutanten wurden Doppelmutanten aller Kombinationen hergestellt und phänotypisch analysiert.Es zeigte sich, daß der an der Plasmamembran lokalisierte AtAMT1.1 in allen Organen in hohen Konzentrationen exprimiert wird und unter Stickstoffmangelbedingungen vermehrt gebildet wird. Vermutlich dient er der generellen Assimilation von internen Ammonium und dessen Transport vom Apoplasten in den Symplasten. AtAMT1.3 und AtAMT1.5 sind in den Wurzeln und hier besonders in den epidermalen Wurzelhaaren exprimiert, die unter anderem der Aufnahme externer Nährsalze dienen. Beide unterliegen starker Regulation durch den internen Stickstoffbedarf der Pflanze. Es ist zu vermuten, daß sie primär der Aufnahme von Ammonium aus dem Boden dienen. AtAMT1.2 wird überwiegend an den vaskulären Geweben und den Blattparenchymzellen exprimiert. Überlappende Expressionsmuster mit AtAMT1.1 machen es schwierig eine spezifische Funktion zu identifizieren. AtAMT1.4 wird ausschließlich im männlichen Gametophyten exprimiert und dient hier vermutlich der Versorgung des Pollen mit Nährsalzen. AtAMT2 wird u.a. in den Wurzelhaaren exprimiert. Seine steigende Affinität zu Ammonium in basischem Milieu, umgekehrt zu AtAMT1.1, läßt vermuten, daß er der Pflanze die Ammoniumaufnahme bei steigendem pH ermöglicht. Im oberirdischen Sproß ist er überwiegend in Meristemen aktiv. Die in der Ammoniumaufnahme beeinträchtigten RNAi-Linien zeigten langsames Wachstum und blühten später als der Wildtyp. Es sind die ersten beschriebenen Ammoniumtransportermutanten, die einen solchen Phänotyp zeigen.
KW  - Ammonium
KW  - Ammoniumassimilation
KW  - Pflanzenernährung
KW  - Ammonium
KW  - Ammoniumtransporter
KW  - AMT
KW  - AtAMT1.1
KW  - AtAMT1.2
KW  - AtAMT1.3
KW  - AtAMT1.4
KW  - AtAMT1.5
KW  - ÁtAMT2
KW  - ammonium
KW  - ammoniumtransporter
KW  - AMT
KW  - AtAMT1.1
KW  - AtAMT1.2
KW  - AtAMT1.3
KW  - AtAMT1.4
KW  - AtAMT1.5
KW  - ÁtAMT2
Y1  - 2005
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus-5937
ER  - 
TY  - GEN
A1  - Heinken, Thilo
A1  - Raudnitschka, Dorit
T1  - Do wild ungulates contribute to the dispersal of vascular plants in central European forests by epizoochory?
BT  - A case study in NE Germany
BT  - Eine Fallstudie aus Nordostdeutschland
N2  - The external dispersal ("epizoochory") of vascular plant diaspores (seeds and fruits) by roe deer and wild boar, i.e. the most common wild large mammals with a large home range in central Europe, was investigated in a 6.5-km² forest area in NE Germany dominated by mesic deciduous forests. The study involved brushing out the diaspores from the coats and hooves of 25 shot roe deer and nine wild boar. The results were compared with the forest vegetation of the study area. Whilst wild boar transported large amounts of various diaspores in the coat, the significance of roe deer for epizoochory was low due to their sleek fur and different behaviour compared to wild boar. Altogether, 55 vascular plant species were transported externally. Since only a limited number of seeds came from woodland habitats, the open landscape was at least as important as a source of attached seeds as the forest vegetation. Thus, most plant species occurring in the studied forest area, especially characteristic woodland herbs, showed no adaptations to epizoochorous dispersal, although being very abundant in the herb layer. We conclude that hoofed game play a particular role concerning the dispersal of ruderal and grassland species in the agricultural landscape of central Europe. However, the actual spread of some herb species in forests of northern Germany, e.g. Agrostis capillaris, Brachypodium sylvaticum, Deschampsia flexuosa, Galium aparine and Urtica dioica, may be mainly facilitated by wild ungulates. Though dispersal by large mammals is an important mechanism for long-distance dispersal of plants in general, our results suggest that most of the characteristic herb species of mesic deciduous forests have only low epizoochorous dispersal potentials. The implications for nature conservation and silviculture are discussed.
N2  - Die Ausbreitung von Gefäßpflanzen-Diasporen (Samen und Früchte) durch äußerliche Anhaftung ("Epizoochorie") an Rehen und Wildschweinen, den beiden häufigsten Schalenwild-Arten in Mitteleuropa, wurde im 6,5 km² großen Forst Brieselang bei Berlin (Bundesland Brandenburg) untersucht, in dem mesophile Laubwälder vorherrschen. Dazu wurden die Felle und Hufe von 25 geschossenen Rehen und neun Wildschweinen ausgekämmt und die Diasporen anschließend bestimmt. Die Ergebnisse wurden mit der Waldvegetation verglichen. Während Wildschweine große Mengen verschiedener Diasporentypen transportierten, war die Bedeutung von Rehen für die Ausbreitung von Pflanzen auf Grund des glatten Fells und der im Vergleich zum Wildschwein unterschiedlichen Verhaltensweisen wesentlich geringer. Insgesamt wurden 55 Phanerogamenarten epizoochor transportiert. Da nur ein kleiner Teil der ausgebreiteten Pflanzen Waldhabitate bevorzugt, war das Offenland eine mindestens ebenso wichtige Quelle anhaftender Diasporen wie die Waldvegetation. Die meisten Waldpflanzenarten wurden nicht ausgebreitet; insbesondere solche Arten, die ausschließlich in Wäldern wachsen, wurden nicht nachgewiesen. Viele Pflanzenarten sind – vermutlich auf Grund ihrer Diasporenmorphologie – weitgehend vom Transport ausgeschlossen, obwohl sie sehr häufig in der Krautschicht des untersuchten Waldes vorkommen. Daher ist Schalenwild in der Agrarlandschaft Mitteleuropas vermutlich vor allem für die Ausbreitung von Ruderal-, Segetal- und Grünlandpflanzen von Bedeutung. Die Ausbreitung einiger Pflanzenarten der Krautschicht in norddeutschen Wäldern z.B. Agrostis capillaris, Brachypodium sylvaticum, Deschampsia flexuosa, Galium aparine und Urtica dioica, könnte jedoch wesentlich auf Schalenwild zurückgehen. Obwohl Großsäuger insgesamt ein wichtiger Vektor für die Fernausbreitung von Pflanzen sind, zeigt unsere Studie, dass die meisten charakteristischen Waldbodenpflanzen mesophiler Laubwälder kaum ausgebreitet werden, also nur ein geringes epizoochores Ausbreitungspotenzial aufweisen. Die Bedeutung der Ergebnisse für den Waldnaturschutz und den Waldbau wird diskutiert.
T2  - Trägt Schalenwild durch Epizoochorie zur Ausbreitung von Gefäßpflanzen in mitteleuropäischen Wäldern bei?
KW  - Diasporenmorphologie
KW  - Epizoochorie
KW  - Brandenburg
KW  - Reh
KW  - Waldbodenpflanzen
KW  - Wildschwein
KW  - diaspore morphology
KW  - epizoochory
KW  - forest plant species
KW  - NE Germany
KW  - roe deer
KW  - wild boar
Y1  - 2002
U6  - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus-5850
ER  -