Universität zu Köln

Ralevski, Alexandra (2016). The role of FMT and FIS1A in mitochondrial morphology and salt stress in Arabidopsis thaliana. PhD thesis, Universität zu Köln.

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Abstract

Salt stress is known to have severe effects on plant health and fecundity, and mitochondria are known to be an essential part of the plant salt stress response. Arabidopsis thaliana serves as an excellent model to study the effects of salt stress as well as mitochondrial morphology. Arabidopsis contains several homologues to known mitochondrial proteins, including the fission protein FIS1A, and FMT, a homologue of the CLU subfamily. We sought to examine the effects of salt stress on knockout lines of FIS1A and FMT, as well as a transgenic line overexpressing FMT (FMT-OE) in columella cells in the root cap of Arabidopsis. fmt mutants displayed defects in both root and leaf growth, as well as a delay in flowering time. These mutants also showed a pronounced increase in mitochondrial clustering and number. FMT-OE mutants displayed severe defects in germination, including a decrease in total germination, and an increase in the number of days to germination. fis1A mutants exhibited shorter roots and slightly shorter leaves, as well as a tendency towards random mitochondrial clustering in root cells. Salt stress was shown to affect various mitochondrial parameters, including an increase in mitochondrial number and clustering, as well as a decrease in mitochondrial area. These results reveal a previously unknown role for FMT in germination and flowering in Arabidopsis, as well as insight into the effects of salt stress on mitochondrial morphology. FMT, along with FIS1A, may also help to regulate mitochondrial number and clustering, as well as root and leaf growth, under both control and salt-stressed conditions. This has implications for both FMT and FIS1A in whole-plant morphology as well as the plant salt stress response.

Item Type:	Thesis (PhD thesis)
Translated abstract:	Abstract Language Salzstress hat schwerwiegende Auswirkungen für die Gesundheit und Fruchtbarkeit von Pflanzen, und Mitochondrien sind ein wesentlicher Teil der Salzstressantwort. Die Arabidopsis thaliana dient als ein hervorragendes Modell, um die Auswirkungen von Salzstress sowie mitochondriale Morphologie zu studieren. Arabidopsis enthält mehrere Homologe zu bekannten mitochondrialen Proteinen, einschließlich des Spaltungsproteins FIS1A, und FMT, ein Homolog des CLU Unterfamilie. Das Ziel war es, die Auswirkungen von Salzstress auf die Knockout-Linien FIS1A und FMT sowie eine transgene Linie überexprimierenden FMT (FMT-OE) in Columella-Zellen in der Wurzelkappe von Arabidopsis zu untersuchen. Fmt-Mutanten zeigten Defekte im Wurzel- und Blattwachstum, sowie eine Verzögerung in der Blütezeit. Diese Mutanten zeigten auch eine deutliche Zunahme der mitochondrialen Cluster-Bildung und Anzahl. FMT-OE-Mutanten zeigten schwere Defekte in der Keimung, einschließlich einer Verringerung der Gesamtkeime und eine Zunahme in der Anzahl der Tage zur Keimung. fis1A-Mutanten zeigten kürzere Wurzeln und etwas kürzere Blätter, sowie eine Tendenz zur zufälligen mitochondrialen Clustering in Wurzelzellen. Salzstress hatte Einfluss auf verschiedene mitochondriale Parameter, einschließlich einer Zunahme der Mitochondrienzahl und -gruppierung, sowie eine Abnahme des mitochondrialen Bereichs. Diese Ergebnisse zeigen eine bisher unbekannte Rolle für FMT in Keimung und Blüte in Arabidopsis, sowie einen Einblick in die Auswirkungen von Salzstress auf die mitochondriale Morphologie. FMT, zusammen mit FIS1A, kann auch helfen, mitochondriale Anzahl und Cluster-Bildung sowie Wurzel- und Blattwachstum zu regulieren, sowohl unter Kontroll- und Salzstressbedingungen. Dies hat Auswirkungen auf beide FMT und FIS1A in Ganzpflanzenmorphologie und für die Salzstressantwort. German
Creators:	Creators Email ORCID ORCID Put Code Ralevski, Alexandra alexralevski@gmail.com UNSPECIFIED UNSPECIFIED
URN:	urn:nbn:de:hbz:38-70817
Date:	28 November 2016
Language:	English
Faculty:	Faculty of Mathematics and Natural Sciences
Divisions:	Faculty of Mathematics and Natural Sciences > Department of Biology > Institute for Genetics
Subjects:	Natural sciences and mathematics
Uncontrolled Keywords:	Keywords Language Arabidopsis thaliana English Mitochondria English Electron microscopy English Salt stress English
Date of oral exam:	28 October 2016
Referee:	Name Academic Title Brüning, Jens Prof. Dr.
Refereed:	Yes
URI:	http://kups.ub.uni-koeln.de/id/eprint/7081