Rolle der Ethylenbiosynthese bei der Empfindlichkeit von Pflanzen gegenüber Ozon und oxidativem Streß:
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1998
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| adam_text | ROLLE DER ETHYLENBIOSYNTHESE BEI DER EMPFINDLICHKEIT VON PFLANZEN
GEGENUEBER OZON UND OXIDATIVEM STRESS DISSERTATION ZUR ERLANGUNG DES
DOKTORGRADES DER FAKULTAET FUER BIOLOGIE DER
LUDWIG-MAXIMILIANS-UNIVERSITAET MUENCHEN VORGELEGT VON CHRISTIAN BETZ AUS
KEMPTEN (ALLGAEU) FEBRUAR 1998 GSF - FORSCHUNGSZENTRUM FUER UMWATT UND
GESUNDHEIT INSTITUT FUER BIOCHEMISCHE PFLANZENPATHOLOGIE LUDWIG
MAXIMILIANS * UNIVERSITAET MUENCHEN L! INHALTSVERZEICHNIS 1. STRESS BEI
PFLANZEN 1 2. BIOSYNTHESE UND FUNKTIONEN VON ETHYLEN 1 2.1 GRUNDLAGEN 1
2.2 BIOSYNTHESEWEG 2 2.2.1 ACCSYNTHASE 5 2.2.2 ACCOXIDASE 6 2.3
FUNKTIONEN VON ETHYLEN IN DER PFLANZE 7 2.3.1 WACHSTUM, ENTWICKLUNG UND
FRUCHTREIFUNG 7 2.3.2 STRESSETHYLEN 9 2.4 PERZEPTION UND WIRKUNG VON
ETHYLEN 10 3. DIE SAUERSTOFFAKTIVIERUNG ALS BASIS PFLANZLICHER
STRESSREAKTIONEN 12 3.1 REAKTIVE SAUERSTOFFSPEZIES 12 3.2 ANTIOXIDATIVE
SCHUTZSYSTEME UND REDOXSTATUS 13 3.3 DER OXIDATIVE BURST IN PFLANZEN
15 4. OZON UND OXIDATIVER STRESS 16 4.1 OZON IN DER TROPOSPHAERE 16 4.2
WECHSELWIRKUNGEN VON OZON MIT PFLANZEN 1 8 5. EFFEKTE ERHOEHTER UV-B
STRAHLUNG 20 6. ROLLE VON ETHYLEN BEI DER OZONEMPFINDLICHKEIT VON
PFLANZEN 21 7. THEMENSTELLUNG 23 II^MAETERIAEL UENDDVLETHOEDEN I 1. GERAETE
25 2. CHEMIKALIEN 25 2.1 FEINCHEMIKALIEN 25 2.2 MOLEKULARBIOLOGISCHE
REAGENZIENSYSTEME 26 2.3 RADIOCHEMIKALIEN 26 3. VERBRAUCHSMATERIAL 26 4.
PFLANZENMATERIAL 27 4.1 ART UND HERKUNFT 27 4.1.1 TOMATENSORTE ROMA 27
4.1.2 WEITERE TOMATENSORTEN 28 4.1.3 TABAK 30 4.1.4 MUTANTEN / TRANSGENE
TOMATENPFLANZEN 30 4.1.5 AMBIDOPSIS 31 4.2 ANZUCHTBEDINGUNGEN 31 -I-
INHALTSVERZEICHNIS 5. OZON- UND UV-B-BEHANDLUNG DER PFLANZEN 32 5.1
BEHANDLUNG MIT OZON 32 5.1.1 OZONERZEUGUNG UND -ANALYSE 32 5.1.2
EXPOSITIONSKUEVETTEN 32 5.1.3 OZONBEHANDLUNG DER PFLANZEN 33 5.2
BEHANDLUNG MIT UV-B 33 6. ETHYLENBEHANDLUNG DER PFLANZEN 35 7.
PATHOGENINFEKTION 36 8. VERWUNDUNG 37 9. MESSUNG DES GASWECHSELS 38 10.
BONITUR VON BLATTSCHAEDEN 38 11. ERNTE DES BLATTMATERIALS 39 12.
PROTEINBESTIMMUNG 40 13. MESSUNG VON PARAMETERN DER ETHYLENBIOSYNTHESE
40 13.1 BESTIMMUNG DER ETHYLENEMISSION 40 13.2 BESTIMMUNG VON 1
-AMINOCYCLOPROPAN-1 -CARBONSAEURE (ACC) UND KONJUGATEN 40 13.3 BESTIMMUNG
DER ACC SYNTHASE AKTIVITAET (EC 4.4.1.14) 41 13.4 BESTIMMUNG DER ACC
OXIDASE AKTIVITAET 41 14. BESTIMMUNG DER SS-GLUCURONIDASE (GUS) AKTIVITAET
IN SITU 42 15. APPLIKATION VON INHIBITOREN DER ETHYLENBIOSYNTHESE 43
15.1 ACC SYNTHASE INHIBITOR 43 15.2 ACC OXIDASE INHIBITOREN 43 15.2.1
KOBALT 43 15.2.2 BAS111..W 43 16. VERSUCHE ZUR BEDEUTUNG DES BEI DER
ETHYLENBIOSYNTHESE ENTSTEHENDEN CYANIDS 43 16.1 CYANIDBEHANDLUNG 43 16.2
KOLORIMETRISCHE BESTIMMUNG VON CYANID IM BLATTGEWEBE 44 16.3 BESTIMMUNG
DER SS-CYANOALANIN SYNTHASE AKTIVITAET (EC 4.4.1.9) 45 17. APPLIKATION VON
PHOSPHATASE/KINASE INHIBITOREN 46 18. INHIBITOREXPERIMENTE MIT
CYCLOHEXIMID 47 19. BESTIMMUNG DER SS-13-GLUCANASE AKTIVITAET (EC 3.2.1.6)
47 -II- INHALTSVERZEICHNIS 20. MOLEKULARBIOLOGISCHE METHODEN 48 20.1
HAEUFIG VERWENDETE PUFFER, LOESUNGEN UND MEDIEN 48 20.2 STERILISATION /
DEAKTIVIEREN VON RNASEN 49 20.3 KONZENTRIERUNG VON NUKLEINSAEUREN DURCH
ALKOHOLPRAEZIPITATION 49 20.4 BESTIMMUNG DER KONZENTRATION VON
NUKLEINSAEUREN 49 20.5 ISOLIERUNG VON RNA AUS TOMATENBLAETTERN 49 20.5.1
ISOLIERUNG VON GESAMT-RNA 49 20.5.2 ISOLIERUNG VON POLY(A) + -RNA 50
20.6 ELEKTROPHORETISCHE AUFTRENNUNG VON NUKLEINSAEUREN IM NEUTRALEN
AGAROSE-GEL.... 50 20.7 NORTHERN ANALYSE 50 20.7.1 ELEKTROPHORETISCHE
AUFTRENNUNG VON RNA IM DENATURIERENDEN AGAROSE-GEL 50 20.7.2 TRANSFER
VON GELELEKTROPHORETISCH AUFGETRENNTER RNA AUF NYLONFILTER (NORTHERN
BLOTTING) 51 20.7.3 ISOLIERUNG VON REKOMBINANTEN PLASMIDEN 51 20.7.4
ISOLIERUNG DOPPELSTRAENGIGER DNA-FRAGMENTE AUS PLASMID-DNA 51 20.7.5
RADIOAKTIVE MARKIERUNG VON DNA 52 20.7.5.1 MARKIERUNGSREAKTION 52
20.7.5.2 ABTRENNUNG NICHT EINGEBAUTER NUKLEOTIDE 52 20.7.5.3 BESTIMMUNG
DER EINBAURATE 52 20.7.6 HYBRIDISIERUNG IMMOBILISIERTER RNA MIT
RADIOAKTIV MARKIERTER DNA 52 20.7.7 AUTORADIOGRAPHIE 53 20.8 GENSONDEN
53 20.9 RT-PCR 54 21. STATISTISCHE METHODEN 55 ERGEBNISSE; 1. INDUKTION
VON BLATTSCHAEDEN UND DER ETHYLENBIOSYNTHESE DURCH OZON UND UV-B IN
TOMATENPFLANZEN 56 1.1 OZONINDUZIERTE BLATTSCHAEDEN IN TOMATEN CV. ROMA
56 1.2 INDUKTION DER ETHYLENBIOSYNTHESE DURCH OZON 58 1.2.1 INDUKTION
VON ETHYLENEMISSION UND ACC-GEHALT 58 1.2.2 INDUKTION DER ACC SYNTHASE
AKTIVITAET 61 1.2.3 ACC OXIDASE AKTIVITAET 65 1.2.4 ACC OXIDASE EXPRESSION
IN SITU (GLUCURONIDASE-TEST) 67 1.2.5 OZONINDUKTION DER
ETHYLENBIOSYNTHESE IN ABHAENGIGKEIT DES BLATTALTERS.... 69 1.2.6
INDUKTION VON PARAMETERN DER ETHYLENBIOSYNTHESE IN ABHAENGIGKEIT DER
OZONKONZENTRATION 71 1.2.7 EINFLUSS VON OZON AUF DEN GASWECHSEL VON
TOMATENBLAETTERN CV. ROMA .. 72 1.3 UNTERSUCHUNG DER INDUKTION DER
ETHYLENBIOSYNTHESE DURCH UV-B STRAHLUNG 73 2. SCREENING DER
OZONEMPFINDLICHKEIT VON 15 TOMATENSORTEN 75 -III- INHALTSVERZEICHNIS 3.
KORRELATIONEN ZWISCHEN BLATTSCHAEDEN UND ETHYLENBIOSYNTHESE 79 3.1
ABHAENGIGKEIT VON DER OZONKONZENTRATION 79 3.2 ABHAENGIGKEIT VOM
BLATTALTER 82 3.3 EINFLUSS VON INHIBITOREN DER ETHYLENBIOSYNTHESE 84 3.4
EXPERIMENTE ZUR ROLLE VON CYANID BEI DER ENTSTEHUNG VON BLATTSCHAEDEN 87
3.4.1 MESSUNG VON PARAMETERN DES CYANIDMETABOLISMUS NACH OZONBEHANDLUNG
IN TABAK CV. BEI W3 UND BEI B 87 3.4.2 CYANIDBEHANDLUNG VON
TABAKBLAETTERN 90 4. UNTERSUCHUNGEN ZUR INDUKTION DER ETHYLENBIOSYNTHESE
AUF TRANSKRIPT- UND PROTEINEBENE 92 4.1 NORTHERN ANALYSEN NACH
OZONBEHANDLUNG 92 4.2 VERGLEICH DER TRANSKRIPTAKKUMULATION MIT
REAKTIONEN AUF ENZYM- UND METABOLITEBENE NACH OZONBEHANDLUNG 94 4.3
VERGLEICH VON PARAMETERN DER ETHYLENBIOSYNTHESE NACH OZONSTRESS,
PATHOGENINFEKTION UND VERWUNDUNG 96 4.3.1 VERGLEICH DER INDUKTIONSMUSTER
VERSCHIEDENER ACC SYNTHASE GENE DURCH RT-PCR 100 4.3.2 VERGLEICH DER ACC
OXIDASE INDUKTION (NORTHERN ANALYSE) 103 5. ETHYLENINDUKTION DER
ETHYLENBIOSYNTHESE 103 5.1 ETHYLENINDUKTION VON ACC SYNTHASE UND ACC
OXIDASE 104 5.2 VERGLEICH VON ETHYLEN- UND OZONINDUKTION DER MRNA
BASISCHER SS-L,3-GLUCANASE IN TOMATEN CV. ROMA SOWIE DER
RESVERATROLSYNTHASE VSTL DER WEINREBE 106 6. REGULATION DER ACC SYNTHASE
AUF PROTEINEBENE 107 6.1 EINFLUSS VON PROTEIN PHOSPHATASE UND KINASE
INHIBITOREN AUF DIE ACC SYNTHASE AKTIVITAET 107 6.2 EINFLUSS VON
CYCLOHEXIMID AUF DIE ACC SYNTHASE AKTIVITAET 110 7. UNTERSUCHUNG DER
OZONTOLERANZ IN LINIEN, DIE MODIFIKATIONEN DER ETHYLENBIOSYNTHESE UND
-PERZEPTION AUFWEISEN 111 7.1 AILSA CRAIG / ACC OXIDASE ANTISENSE
PFLANZEN 111 7.2 PEARSON / NEVER RIPE-MUTANTE 116 7.3 VF36 /
I-V4CS2-ANTISENSE PFLANZEN 120 7.4 ARABIDOPSIS THALIANA (L.) HEYNH
COLUMBIA / OZONSENSITIVE MUTANTEN 124 1. INDUKTION DER
ETHYLENBIOSYNTHESE DURCH OZON UND UV-B 130 1.1 VERGLEICH DER REAKTIONEN
AUF TRANSKRIPT-, PROTEIN- UND METABOLITEBENE 130 1.2 SPEZIFISCHE
INDUKTION UND REGULATION DER ETHYLENBIOSYNTHESE DURCH OZON 132 1.3
VERGLEICH DER INDUKTIONSMUSTER VON ACC SYNTHASE GENEN NACH
OZONBEHANDLUNG, PATHOGENINFEKTION UND VERWUNDUNG 134 2. ETHYLEN UND
GENINDUKTION 138 -IV- INHALTSVERZE1CHNIS 3. ROLLE VON ETHYLEN BEI
OZONSCHAEDEN 143 3.1 KORRELATION VON ETHYLENEMISSION UND OZONSCHAEDEN IN
VERSCHIEDENEN PFLANZENARTEN 143 REDUKTION DER ETHYLENBIOSYNTHESE DURCH
ACC SYNTHASE UND ACC OXIDASE INHIBITOREN , 147 MODIFIKATIONEN DER
ETHYLEN-BIOSYNTHESE UND -PERZEPTION IN TRANSGENEN PFLANZEN UND MUTANTEN
148 ROLLE VON CYANID BEI DER ENTSTEHUNG VON BLATTSCHAEDEN 152 ETHYLEN
ZUSAMMEN MIT EINEM WEITEREN FAKTOR BESTIMMT DIE OZONEMPFINDLICHKEIT VON
TONRATER .. 154 ETHYLEN UND PROGRAMMIERTER ZELLTOD .. 155 3.2 3.3 3.4
3.5 3.6 -V-
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