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The role of strigolactones in the regulation of secondary growth in Arabidopsis thaliana
Silvia Herold
Art der Arbeit
Diplomarbeit
Universität
Universität Wien
Fakultät
Fakultät für Lebenswissenschaften
Betreuer*in
Erwin Heberle-Bors
DOI
10.25365/thesis.6245
URN
urn:nbn:at:at-ubw:1-29419.88330.699962-7
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Abstracts
Abstract
(Deutsch)
Phytohormone regulieren und kontrollieren das Leben einer Pflanze in vielerlei Hinsicht. Sie sind wichtige Faktoren in unzähligen Entwicklungsprozessen, sowie bei physiologischen Vorgängen. Eines der am besten erforschten und funktionell vielseitigsten Phytohormone ist Indol-3-essigsäure, auch bekannt als Auxin. Neben Zellwachstum und –teilung, stimuliert Auxin auch die Entwicklung und Differenzierung des Vaskulärsystems der Pflanze. Desweiteren wurde gezeigt, dass das Hormon eine Schlüsselrolle bei Initiierung und Verlauf des sekundären Dickenwachstums (Aloni et al., 1990; Ko and Han, 2004; Little et al., 2002), sowie in der Vermittlung der Apikaldominanz spielt (Cline, 1991; Tanaka et al., 2006). Vor Kurzem konnte ein lange Zeit unbekanntes Signalmolekül, welches ebenfalls in die Erhaltung der Apikaldominanz involviert ist, als Strigolacton identifiziert werden (Gomez-Roldan et al., 2008; Umehara et al., 2008). Strigolactone sind eine Gruppe von Pflanzenhormonen, deren Synthese sich von Carotenoiden ableitet. Bisher waren Strigolactone bekannt dafür, die Keimung von parasitischen Kräutern und symbiotischen Pilzen zu stimulieren. In der vorliegenden Arbeit decken wir eine komplett neue Funktion der Strigolactone in der Modellpflanze Arabidopsis thaliana auf. Wir zeigen, dass die Hormone in Kombination mit Auxin die Entstehung von Sekundärem Dickenwachstum stimulieren. Allerdings sind sie nicht ausreichend, um Dickenwachstum in Abwesenheit von Auxin zu induzieren. Weiters wurde unter Verwendung der Reporterkonstrukte DR5::GUS und DR5rev::GFP, sowie direkten Auxin Konzentrationsmessungen, der Einfluss von Strigolactonen auf die Konzentration und die Signalwirkung von Auxin analysiert. In vivo Behandlungen mit dem synthetischen Strigolacton Analogon GR24 hatten keinen Einfluss auf den Auxin Transport im Stamm, was offenlegt, dass Strigolactone nicht direkt auf den Auxinfluss wirken. Außerdem demonstrieren wir, dass die Expressionslevel der Auxin Efflux Transporter PIN1 und PIN3 in der Strigolacton Biosynthese Mutante max1-1 nicht erhöht sind. Auch in vivo Behandlungen mit GR24 konnten die Expression dieser Proteine nicht beeinflussen. Alles in allem stützen unsere Beobachtungen die Hypothese, dass Strigolactone innerhalb der Regulation des Sekundären Dickenwachstums downstream von Auxin agieren.
Abstract
(Englisch)
Plant hormones control the life of a plant in many respects. They are crucial factors involved in numerous developmental and physiological processes. One of the best-studied and most comprehensive phytohormones is indole-3-acetic acid, also known as auxin. Besides cell division and elongation, auxin promotes the formation and differentiation of vascular tissues. In addition, it has been shown to be a key factor in the initiation and dynamics of secondary growth (Aloni et al., 1990; Ko and Han, 2004; Little et al., 2002) and in the maintenance of apical dominance (Cline, 1991; Tanaka et al., 2006). Recently, a long sought-after signalling molecule also involved in the maintenance of apical dominance has been identified, namely strigolactone (Gomez-Roldan et al., 2008; Umehara et al., 2008). Strigolactones are a group of carotenoid-derived plant hormones that have so far been known to stimulate the germination of parasitic weeds and symbiotic arbuscular fungi. Here we reveal a completely new function of strigolactones in the model plant Arabidopsis thaliana. We show that strigolactones, in combination with auxin, are involved in the promotion of secondary growth. Furthermore, the influence of strigolactones on auxin concentration and signalling was studied by the analysis of DR5::GUS and DR5rev::GFP reporter lines, as well as by direct auxin measurements. Strigolactone-deficient plants display severely increased levels of auxin and auxin signalling. In vivo treatments with the synthetic strigolactone analogue GR24 did not alter auxin transport in the stem, revealing that strigolactones do not affect the auxin flow directly. Moreover, we demonstrated that the expression levels of the auxin efflux transporters PIN1 and PIN3 are not elevated in the strigolactone-deficient mutant max1-1 and that in vivo GR24 application does not increase the expression of these proteins. Taken together, our findings strongly support the hypothesis that strigolactones act downstream of auxin in the regulation of secondary growth .
Schlagwörter
Schlagwörter
(Englisch)
Arabidopsis thaliana secondary growth hormon auxin strigolactone
Schlagwörter
(Deutsch)
Arabidopsis thaliana Sekundäres Dickenwachstum Hormon Auxin Strigolacton
Autor*innen
Silvia Herold
Haupttitel (Englisch)
The role of strigolactones in the regulation of secondary growth in Arabidopsis thaliana
Paralleltitel (Deutsch)
Die Bedeutung von Strigolactonen in der Regulierung des Sekundären Dickenwachstums in Arabidopsis thaliana
Publikationsjahr
2009
Umfangsangabe
69 S.
Sprache
Englisch
Beurteiler*in
Erwin Heberle-Bors
Klassifikationen
42 Biologie > 42.23 Entwicklungsbiologie ,
42 Biologie > 42.43 Pflanzengenetik
AC Nummer
AC07753481
Utheses ID
5615
Studienkennzahl
UA | 441 | | |