Universität zu Köln

Funktionelle Analyse des ANGUSTIFOLIA-Gens aus Arabidopsis thaliana

Falk, Stefanie (2005) Funktionelle Analyse des ANGUSTIFOLIA-Gens aus Arabidopsis thaliana. PhD thesis, Universität zu Köln.

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    Abstract

    Meine Doktorarbeit besteht aus zwei Teilen, der Kontrolle der Organbildung und der Kontrolle der Zellform von Blatthaaren und Epidermiszellen aus Arabidopsis thaliana. In vaskulären Pflanzen besteht das apikale Sproßmeristem aus drei Gewebeschichten, der L1, der L2 und der L3 Schicht. Die Schichten werden während der Organbildung getrennt gehalten und ergeben später die Epidermis, das Grundgewebe und das vaskuläre System. Ziel dieser Studie war unter zu Hilfenahme der angustifolia (an) Mutante, die sich durch einen schmalblättrigen Phänotyp auszeichnet, die Beteiligung der einzelnen Gewebeschichten an der Blattentwicklung aufzuschlüsseln. Meine Daten zeigen, dass AN ein zellautonomes Protein ist. Die Expression von AN in der Subepidermis, nicht aber die Expression in der Epidermis, rettet auf einem nicht zellautonomen Weg den schmalblättrigen Phänotyp. Aus meinen Beobachtungen schließe ich, dass Wachstumsänderungen, die durch die Subepidermis herbeigeführt werden, in der Epidermis durch Änderungen der Zellzahl und nicht der Zellgröße kompensiert werden. Die Zellmorphogenese wurde anhand von Blatthaaren (Trichome) und Epidermiszellen untersucht. an Mutanten unterscheiden sich vom Wildtyp in der Anzahl der Trichomverzweigungen und durch das fehlende Auswachsen der Epidermiszellen. AN kodiert für ein Protein mit Sequenzähnlichkeiten zu Proteinen, die sich durch zwei unterschiedliche Funktionen auszeichnen, der CtBP/BARS (der Corepressor �C-terminal binding protein� und das Golgi regulierende �Brefeldin A ribosylated substrate�) Familie. an Mutanten werden durch CtBP aus Drosophila vollständig gerettet. Da jedoch Proteine, die das Konsensus- Motiv, welches das Drosophila CtBP bindet, AN nicht binden, ist es unwahrscheinlich, dass die Corepressor Funktion des CtBPs aus Drosophila in Pflanzen von Relevanz ist. Das deutet darauf hin, dass AN für die Funktion des Golgis wichtig ist. Die AN:YFP Fusion, die eine Version von AN enthält, die nicht mehr dimerisieren kann, unterstützt diese Vermutung, da, die Lokalisierung der Golgi-Verteilung ähnelt. Die Rolle von AN bei der räumlichen Regulation der Zellmorphogenese wurde in Epidermiszellen analysiert. AN:YFP lokalisiert in den Wachstumsregionen, den Auswölbungen der Zellen, was darauf hindeutet, dass AN an der lokalen Umgestaltung des Golgis beteiligt ist. Mutationsanalysen des AN Proteins legen nahe, dass eine mögliche Phosphorylierungs-Stelle wichtig für die Funktion ist. Außerdem interagiert AN mit einer Proteinkinase im Hefe Zwei-Hybrid Tests, somit ist es wahrscheinlich, dass die Aktivität von AN durch seinen Phosphorylierungsstatus reguliert wird.

    Item Type: Thesis (PhD thesis)
    Translated abstract:
    AbstractLanguage
    My PhD thesis consists of two parts, the control of organ formation and cell shape control of leaf hairs and epidermal pavement cells in Arabidopsis thaliana. In vascular plants the shoot apical meristem consists of three tissue layers, the L1, L2 and the L3, that are kept separate during organ formation and give rise to the epidermis, the ground tissue and the vascular system. Using the narrow leaf phenotype of the angustifolia (an) mutant as a tool, I tested how different tissues layers interact and contribute to organ growth and shape. AN expressed in the epidermis or subepidermis was tested for the ability to rescue an mutant plants. My data show that AN acts cell autonomously and that expression in the subepidermis but not in the epidermis can rescue the narrow leaf phenotype in a non-cellautonomous way. My data suggest that growth changes in the subepidermis are compensated in the epidermis by changes in cell number but not cell size. Cell morphogenesis was studied using leaf hairs (trichomes) and epidermal pavement cells. an mutants differ from wildtype in the number of trichome branches and in that pavement cells are unlobed. AN encodes a protein with sequence similarities to a protein with a dual function, CtBP/BARS (the corepressor C-terminal binding protein and the Golgi regulating Brefeldin A ribosylated substrate) family. an mutants were fully rescued by the Drosophila CtBP. However, the corepressor function of the Drosophila CtBP is unlikely to be relevant in plants as AN did not bind to proteins containing the consensus motif Drosophila CtBPs are binding to. This suggest that AN is important for Golgi function. In support of this the AN:YFP fusion containing a dimerization deficient variant of AN shows a intracellular localization reminiscent to the distribution of the Golgi. The role AN in spatial regulation of cell morphogenesis was analyzed in epidermal pavement cells. AN:YFP was localized in the growth regions, the lobes suggesting that AN is involved in regional Golgi remodeling. A mutational analysis of the AN protein revealed that a putative phosphorylation site is important for its function. As AN interacts with a protein kinase in the yeast two hybrid assay, it is likely that the activity of AN is controlled by its phosphorylation status.English
    Creators:
    CreatorsEmail
    Falk, Stefaniesteffi.falk@uni-koeln.de
    URN: urn:nbn:de:hbz:38-15541
    Subjects: Life sciences
    Uncontrolled Keywords:
    KeywordsLanguage
    Arabidopsis, Morphogenese, ANGUSTIFOLIAGerman
    Arabidopsis, morphogenesis, ANGUSTIFOLIAEnglish
    Faculty: Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät
    Divisions: Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät > Botanisches Institut
    Language: German
    Date: 2005
    Date Type: Completion
    Date of oral exam: 05 July 2005
    Full Text Status: Public
    Date Deposited: 14 Sep 2005 12:17:53
    Referee
    NameAcademic Title
    Hülskamp, MartinProf. Dr.
    URI: http://kups.ub.uni-koeln.de/id/eprint/1554

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