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| | Nachweis | Kein Nachweis verfügbar |
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| Solanum lycopersicum; Ribonuklease; RNaseLER; Genstruktur; Promotorstudien; Expressionsanalysen; Stomata; Trichome | |
| Solanum lycopersicum; Ribonuclease; RNaseLER; gene structure; promoter study; expression analysis; Stomata; Trichome | |
| RNasen sind an der Regulation verschiedener zellulärer Differenzierungs- und Entwicklungs-prozesse beteiligt. So sind z. B. RNaseLE und RNaseLX zwei S-like RNasen aus Solanum lycopersicum während Wundheilungsprozessen bzw. unter Phosphat (Pi)-Mangel-bedingungen induziert. Im Rahmen der vorliegenden Arbeit wurde eine weitere S-like RNase RNaseLER aus S. lycopersicum isoliert und charakterisiert. Die genomische Sequenz von RNaseLER umfasst 5591 bp einschließlich des 908 bp langen Promotorbereiches. Ein Alignment der kodierenden und der gesamten genomischen Sequenz ergab dass RNaseLER 6 Exons und 5 Introns aufweist wobei sich die Introns an denselben Positionen wie in den Exon/Intron-Strukturen anderer bekannter T2-Typ-RNasen befinden. Anhand der Exon/Intron-Struktur und einer Homologie von bis zu 83 % auf Proteinebene ließ sich RNaseLER in die Klasse 2 der T2-Typ-RNasen einordnen. Southern-Analysen zeigten dass RNaseLER im Tomatengenom als single copy-Gen vorliegt. RNaseLER kodiert für ein Protein mit 260 Aminosäuren (AS). Im N-Terminus konnte ein Signalpeptid von 23 AS Länge identifiziert werden das einen kotranslationalen Import des Proteins in das endoplasmatische Retikulum (ER) vermitteln sollte. Ein ER-Retentionssignal (KDEL bzw. HDEL) ist in RNaseLER nicht vorhanden. Jedoch zeigte eine transiente Expression von RNaseLER als YFP-Fusion (RNaseLER::YFP) in N. benthamiana dass diese RNase im ER lokalisiert ist. Des Weiteren zeigten Promotor-GUS-Studien eine Aktivität des Promotors in Schließzellen und Trichomen transgener N. benthamiana-Linien. In Übereinstimmung damit konnten potentielle cis-Elemente für eine Schließzellen-spezifische Expression ((T/A)AAAG-Element) im Promotor von RNaseLER identifiziert werden. Diese Aktivität ist bisher für eine T2-Typ-RNase einzigartig. Eine Funktion von RNaseLER in der Entwicklung sowie Differenzierung von Stomata und Trichome ist somit denkbar. Allerdings konnte auch eine GUS-Aktivität im Parenchymgewebe der Stängel in Antheren sowie in seltenen Fällen auch in der Reifungs- und Streckungszone der Wurzeln nachgewiesen werden. Im Promotor von RNaseLER konnten zudem konservierte Boxen ermittelt werden die unter anderem abscisinsäure- (ABA) trockenstress- und seneszenzabhängige sowie eine circadiane Genregulation vermitteln können. Darüber hinaus enthält der Promotorbereich W-Boxen die in Pathogen- und Elicitorresponsivität von Genen involviert sind. Real-time RT-PCR-Analysen zeigten jedoch dass ABA osmotischer Stress oder Trockenheit keinen Effekt auf das Expressionsmuster von RNaseLER hat. Hingegen waren nach Behandlung der Blätter mit dem Ethylen-Analogon Ethephon und/oder der Ethylen-Vorstufe 1-Aminocyclopropane-1-Carboxylsäure Unterschiede im Expressionsverhalten zu beobachten. Die Behandlung führte hier anders als bei anderen T2-Typ-RNasen die während der Seneszenz induziert werden zu einer Verringerung der Transkriptmenge. Ein leichter der Anstieg der Transkriptmenge konnte indes unter Phosphatmangel und nach Phytophthora infestans-Infektion beobachtet werden. Ein tatsächlicher Effekt dieser Faktoren bleibt genauer zu untersuchen. |
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