Universität zu Köln

Faezi, Farnaz (2018). The role of pectin methylesterase activity in explosive seed dispersal in Cardamine hirsuta. PhD thesis, Universität zu Köln.

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Abstract

Cardamine hirsuta and Arabidopsis thaliana are close relatives that differ dramatically in seed dispersal. C. hirsuta uses explosive pod shatter for ballistic seed dispersal, whereas pod shatter in A. thaliana is non-explosive. The aim of my project is to understand whether the species-specific expression of cell wall-remodeling genes is associated with the dramatically different seed dispersal strategies of C. hirsuta and A. thaliana. Genes that control pectin methylesterase activity in the cell wall were previously identified as differentially expressed during fruit development specifically in C. hirsuta, but not A. thaliana. In this project, I characterized the expression dynamics of these genes. I found that eight genes unique to C. hirsuta, with no clear orthologues in A. thaliana, were spatially and temporally restricted in expression. All eight of these genes were expressed only in seeds during stage 16 of fruit development. I designed artificial microRNAs to target individual or groups of these pectin methylesterase inhibitor genes in C. hirsuta. Using this approach, I generated transgenic plants that can be used to characterize the function of cell wall-remodeling genes in explosive seed dispersal.

Item Type:	Thesis (PhD thesis)
Translated abstract:	Abstract Language Cardamine hirsuta und Arabidopsis thaliana sind nahe Verwandte Pflanzenspezies, die sich dramatisch in ihrer Strategie der Samenverteilung unterscheiden. C. hirsuta hat explodierende Samenhülsen, welche die Samen weit in die Umgebung schleudern, wohingegen die Samenhülsen von A. thaliana nicht explodieren. Das Ziel meines Projektes ist ein Verständnis dafür zu entwickeln, ob die speziesspezifische Expression von Zellwandmodellierungsgenen im Zusammenhang mit den unterschiedlichen Strategien der Samenverteilung von C. hirsuta und A. thaliana steht. Gene, die die Aktivität von Pektin-Methyleserase in der Zellwand steuern, wurden mit unterschiedlich hohen Expressionen während der Furchtentwicklung in C. hirsuta beobachtet, jedoch nicht in A. thaliana. In diesem Projekt charakterisierte ich die Dynamik der Expression dieser Gene. Dabei fand ich 8 Gene von C. hirsuta, welche keine eindeutigen Gegenstücke in A. thaliana haben. Diese Expression dieser Gene war zeitlich und örtlich beschränkt auf die sich entwickelnden Samen in der Stufe 16 der Fruchtentwicklung. Ich entwarf künstliche microRNAs, um die Expression einzelner oder Gruppen dieser Pektin-Methylesterase Inhibitor Gene zu kontrollieren. Damit erzeugte ich transgenetische Pflanzen welche genutzt werden können, um die Funktion der Zellwandmodellierungsgene in Pflanzen mit explodierenden Schoten zu finden. German
Creators:	Creators Email ORCID ORCID Put Code Faezi, Farnaz farnaz@mpipz.mpg.de UNSPECIFIED UNSPECIFIED
URN:	urn:nbn:de:hbz:38-83350
Date:	5 March 2018
Language:	English
Faculty:	Faculty of Mathematics and Natural Sciences
Divisions:	Außeruniversitäre Forschungseinrichtungen > MPI for Plant Breeding Research
Subjects:	Natural sciences and mathematics
Uncontrolled Keywords:	Keywords Language Pectin methylestrase English Cardamine hirsuta English explosive seed dispersal English
Date of oral exam:	5 March 2018
Referee:	Name Academic Title Coupland, George Prof. Dr. Albani, Maria Prof. Dr. Hülskamp, Martin Prof. Dr.
Funders:	DAAD AND MPIPZ
Refereed:	Yes
URI:	http://kups.ub.uni-koeln.de/id/eprint/8335