Charakterisierung tonoplastidärer Zuckertransporter (TSTs) aus Zuckerrübe (Beta vulgaris):
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| Format: | Thesis Microfilm Book |
| Language: | German |
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2015
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| adam_text | * TECHNISCHE UNIVERSITAET
* KAISERSLAUTERN
CHARAKTERISIERUNG TONOPLASTIDAERER
ZUCKERTRANSPORTER (TSTS) AUS
ZUCKERRUEBE (BETA VULGARIS)
VOM FACHBEREICH BIOLOGIE
DER TECHNISCHEN UNIVERSITAET KAISERSLAUTERN
ZUR VERLEIHUNG DES AKADEMISCHEN GRADES
*DOKTOR DER NATURWISSENSCHAFTEN
GENEHMIGTE DISSERTATION
D386
VORGELEGT VON
GARVIN MEISSNER
KAISERSLAUTERN, IM DEZEMBER 2014
TAG DER WISSENSCHAFTLICHEN AUSSPRACHE: 13.02.2015
BERICHTERSTATTER:
HERR PROFESSOR DR. H. EKKEHARD NEUHAUS
HERR PROFESSOR DR. MATTHIAS HAHN
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INHALTSVERZEICHNIS
1 EINLEITUNG 1
1.1 DIE ZUCKERRUEBE....- 1
1.2 DER PFLANZLICHE ZUCKERMETABOLISMUS 2
1.3 PFLANZLICHE ZUCKERTRANSPORTER 5
1.4 DIE VAKUOLE 9
1.5 AUSWIRKUNGEN VON KAELTE AUF DEN PFLANZLICHEN
METABOLISMUS 10
1.6 VORARBEITEN 12
1.7 ZIELSETZUNG DER ARBEIT 14
2 MATERIAL UND METHODEN 15
2.1 CHEMIKALIEN UND ENZYME 15
2.2 MOLEKULARBIOLOGISCHE UND MIKROBIOLOGISCHE METHODEN 15
2.2.1 BAKTERIENSTAEMME 15
2.2.2 VERWENDETE OLIGONUKLEOTIDE 16
2.2.3 VERWENDETE VEKTOREN UND
KONSTRUKTE 17
2.2.4 ANZUCHT VON BAKTERIEN 18
2.2.5 HERSTELLUNG TRANSGENER ORGANISMEN 19
2.3 PROTEINBIOCHEMISCHE METHODEN 21
2.3.1 PROTEINBESTIMMUNG NACH BRADFORD 21
2.3.2 SDS POLYACRYLAMID GELELEKTROPHORESE 21
2.3.3 ANREICHERUNG VON
VAKUOLENMEMBRANEN 21
2.3.4 MASSENSPEKTROMETRISCHE ANALYSEN 22
2.4 PFLANZENSPEZIFISCHE METHODEN 22
2.4.1 PFLANZENMATERIAL 22
2.4.2 ANZUCHT AUF ERDE 23
2.4.3 ANZUCHT IN STERILKULTUR 23
2.4.4 ISOLIERUNG GENOMISCHER DNA AUS A. THALIANA 25
2.4.5 ISOLIERUNG VON RNA AUS A. THALIANA
UND B. VULGARIS 25
2.4.6 NORTHERN-BLOT ANALYSEN 26
2.4.7 EXPRESSIONSANALYSEN MITTELS
QUANTITATIVER *REAL TIME -PCR
(QRT-PCR) 27
2.4.8 LOKALISIERUNGSSTUDIEN
MITTELS
GFP-GETAGGTER PROTEINE 27
2.4.9 QUANTIFIZIERUNG DES ZUCKERGEHALTES 28
2.4.10
VAKUOLENISOLATION AUS DER PFAHLWURZEL
DER ZUCKERRUEBE 28
2.4.11
MESSUNG DER VAKUOLAEREN
INVERTASEAKTIVITAET 29
2.4.12
VAKUOLENISOLATION AUS DEM
BLATTMESOPHYLL VON ARABIDOPSIS 29
2.4.13
VERSUCHE ZU KAELTESTRESS
UND FROSTTOLERANZ 29
2.4.14
HYPOKOTYLWACHSTUM NACH
DUNKELKEIMUNG 30
2.4.15
PULSAMPLITUDENMESSUNG (PAM) ZUR PHOTOSYNTHETISCHEN
AKTIVITAET 30
INHALTSVERZEICHNIS II
3 ERGEBNISSE 31
3.1 UNTERSUCHUNGEN AN ZUCKERRUEBE (BETA VULGARIS) 32
3.1.1 VERTEILUNG VON ZUCKERN
IN BLAETTERN UND
WURZELN 32
3.1.2 PROTEOMANALYSE AUS VAKUOLEN
DES ZUCKERRUEBEN
WURZELPARENCHYMS 33
3.1.3 IDENTIFIZIERUNG WEITERE
SSVTST-HOMOLOGE 35
3.1.4 SUBZELLULAERE LOKALISIERUNGSSTUDIEN MITTELS
GFP 36
3.1.5 GEWEBESPEZIFISCHE EXPRESSION
DER FSF-HOMOLOGE 37
3.1.6 ZUSAMMENHANG VON TST2.1
EXPRESSION UND
DEM ZUCKERGEHALT
IN
ZWEI ZUCKERRUEBENSORTEN 38
3.2 CHARAKTERISIERUNG VON ARABIDOPSIS TST1-2 DOPPEL-KNOCKOUT-MUTANTEN
MIT ERHOEHTEM
SSIRTSMRANSKRIPTGEHALT 40
3.2.1 GENERIERUNG VON SSI/TST-UEBEREXPRESSIONSMUTANTEN
IM
GENETISCHEN ARABIDOPSIS TST1-2 HINTERGRUND 41
3.2.2 UNTERSUCHUNGEN BEI
ANZUCHT IN STERILKULTUR 44
3.2.2.1 TROCKENGEWICHT NACH ANZUCHT
IN STERILER FLUESSIGKULTUR 44
3.2.2.2 ZUCKERBESTIMMUNG NACH ANZUCHT
IN STERILER FLUESSIGKULTUR 47
3.2.2.3 GENEXPRESSIONSANALYSEN NACH
ANZUCHT UNTER
ERHOEHTEN
GLUKOSEBEDINGUNGEN 49
3.2.2.4 ZUCKERBESTIMMUNG NACH ANZUCHT
UNTER ERHOEHTEN FRUKTOSE-
UND SACCHAROSEKONZENTRATION 50
3.2.3 HPOKOTYLLAENGE VON KEIMLINGEN
KULTIVIERT IN GEGENWART VON
FRUKTOSE UND SACCHAROSE 54
3.2.4 WACHSTUMSANALYSEN AUF 2-DEOXY-GLUKOSE
(DOG) 56
3.3 AUSWIRKUNGEN VON KAELTESTRESS AUF
DIE SSVTST
MUTANTEN 57
3.3.1 ZUCKERANALYSEN NACH KAELTEINKUBATION 59
3.3.2 GLUKOSE- UND SACCHAROSEGEHALTE
IN PROTOPLASTEN
UND VAKUOLEN
NACH KAELTEINKUBATION 61
3.3.3 PHOTOSYNTHETISCHE LEISTUNG NACH
KAELTEINKUBATION 63
3.3.4 MESSUNGEN ZUR
FROSTTOLERANZ 64
4 DISKUSSION 66
4.1 VERSUCHE AN ZUCKERRUEBE 67
4.1.1 IDENTIFIZIERUNG EINES WURZELSPEZIFISCHEN
AFTST-ORTHOLOGS IN
ZUCKERRUEBE 67
4.1.2 SSVTST2.1 IST
EIN PUTATIVER VAKUOLAERER
SACCHAROSETRANSPORTER IN
ZUCKERRUEBE 69
4.2 ANZUCHT VON BVTSJ UEBEREXPRESSIONSMUTANTEN IN STERILER
FLUESSIGKULTUR 71
4.2.1 SSI/TST1 UND
SSVTST3 UEBEREXPRESSIONSMUTANTEN
ZEIGEN UNTER
ERHOEHTEN GLUKOSEBEDINGUNGEN
VERBESSERTES WACHSTUM 72
4.2.2 HOHE FRUKTOSEGEHALTE IN 35S:SSI/TST1 UND
35S:SS /TST3
UEBEREXPRESSIONSMUTANTEN DEUTEN AUF
EINEN FRUKTOSETRANSPORT
HIN 74
INHALTSVERZEICHNIS III
4.2.3 SSVTST
1 KATALYSIERT EINEN SACCHAROSETRANSPORT 76
4.2.4 HINWEISE FUER EINEN
GERINGEN SACCHAROSETRANSPORT
VON SVTST2.1
IN FLUESSIGKULTUR 78
4.2.5 IST
SSVTST2.2 EIN
GLUKOSETRANSPORTER? 79
4.3 QUANTIFIZIERUNG DES HYPOKOTYLWACHSTUMS AUF AGAR 79
4.3.1 FRUKTOSE HEMMT AUSSCHLIESSLICH
DAS WACHSTUM
DER SSVTST2.1
UEBEREXPRESSIONSMUTANTEN 80
4.3.2 35S:SSVTST1 MUTANTEN ZEIGEN
EIN VERBESSERTES WACHSTUM
UNTER
5 % SACCHAROSE 82
4.3.3 SACCHAROSE HEMMT DAS
WACHSTUM DER
SSI/TST2.1
UEBEREXPRESSIONSMUTANTEN 83
4.3.4 SSVTSU UND SSVTST3 UEBEREXPRESSIONSMUTANTEN WACHSEN
AUF
DOG 84
4.4 VERSUCHE UNTER KAELTE 86
4.4.1 35S:SSVTST1 UND 35S:SSVTST3
UEBEREXPRESSIONSMUTANTEN
AKKUMULIEREN UNTER
KAELTE MONOSACCHARIDE
IN DER VAKUOLE 86
4.4.2 UNTER KAELTE AKKUMULIEREN
DIE SSI/TST2.1
UEBEREXPRESSIONSMUTANTEN GERINGE
MENGEN AN VAKUOLAERER
SACCHAROSE 87
4.4.3 SSI/TST2.2 UEBEREXPRESSIONSMUTANTEN
AKKUMULIEREN KAUM
GLUKOSE UND FRUKTOSE
UNTER KAELTE 89
4.4.4 ZYTOSOLISCHE ZUCKER HEMMEN
DIE PHOTOSYNTHETISCHEN LEISTUNG
NACH KAELTEINKUBATION 89
4.4.5 VAKUOLAERE GLUKOSE ERHOEHT
DIE FROSTTOLERANZ 91
4.5 AUSBLICK 93
5 ZUSAMMENFASSUNG 95
6 LITERATURVERZEICHNIS I
7 ANHANG XVIII
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