Pdf-Datei_Vortrag_Prof. Poppenberger - Technische Universität ...
Pdf-Datei_Vortrag_Prof. Poppenberger - Technische Universität ...
Pdf-Datei_Vortrag_Prof. Poppenberger - Technische Universität ...
Sie wollen auch ein ePaper? Erhöhen Sie die Reichweite Ihrer Titel.
YUMPU macht aus Druck-PDFs automatisch weboptimierte ePaper, die Google liebt.
Einfluss von Licht und Temperatur<br />
auf die Wachstumsregulation von Pflanzen<br />
<strong>Prof</strong>. Dr. Brigitte <strong>Poppenberger</strong><br />
Fachgebiet ‘Biotechnologie gartenbaulicher Kulturen’<br />
Wissenschaftszentrum Weihenstephan<br />
<strong>Technische</strong> Universität München<br />
<strong>Technische</strong> Universität München
Wachstumsregulation von Pflanzen<br />
Punktkultur Weihnachtsstern<br />
Punktkultur Erika<br />
Schnittmaßnahmen<br />
um den Fruchtbesatz<br />
zu regulieren<br />
<strong>Technische</strong> Universität München
Wofür benötigen Pflanzen Hormone ?<br />
Hormone ermöglichen es Pflanzen<br />
(a) ihre Entwicklung zu steuern und<br />
(b) sich Veränderungen in ihrer Umwelt anzupassen.<br />
<strong>Technische</strong> Universität München
Familien von Pflanzenhormonen<br />
Auxin<br />
Cytokinin<br />
Gibberellin<br />
Abscisinsäure<br />
Ethylen<br />
Jasmonat<br />
Brassinolid<br />
Salicylsäure<br />
Strigolakton<br />
<strong>Technische</strong> Universität München
Einsatz von Hemmstoffen<br />
Prohexadione-Ca<br />
Meijon et al., 2011, Physiol. Plantarum<br />
<strong>Technische</strong> Universität München
Regalis (Prohexadion Ca) Behandlung<br />
bei Coreopsis (‘Rum Punch’)<br />
Links: unbehandelte Pflanze; Rechts: mit Regalis behandelte Pflanze<br />
Struss, Ueber; Taspo 2012<br />
<strong>Technische</strong> Universität München
Kulturtechnische Massnahmen<br />
zur Hemmung des Streckungswachstums<br />
Verändern des Licht-, Temperatur oder Wasserangebotes<br />
Kontrolle<br />
(ohne KT)<br />
7 Tage Kurztageinschub<br />
(7 Tage nach dem Topfen)<br />
LVG Hannover Ahlem, B. Beßler<br />
<strong>Technische</strong> Universität München
Pflanzenhormone<br />
welche Zellstreckung und Zellteilung regulieren<br />
Gibberelline<br />
Pisum sativum<br />
Auxine<br />
Arabidopsis thaliana<br />
Brassinosteroide<br />
Arabidopsis thaliana<br />
Wildtyp<br />
Gibberellin<br />
Biosynthese<br />
Mutante<br />
Wildtyp<br />
Auxin<br />
Perzeptions<br />
Mutante<br />
Wildtyp<br />
Brassinosteroid<br />
Biosynthese<br />
Mutante<br />
<strong>Technische</strong> Universität München
Brassinosteroide sind essentiell für die lichtregulierte Entwicklung
BR-defiziente Mutanten von Kulturpflanzen<br />
Pisum sativum<br />
Oryza sativa<br />
Lycopersicum sp.<br />
Jäger et al., 2007<br />
Sakamota et al., 2006 Symons et al., 2006<br />
<strong>Technische</strong> Universität München
Brassinosteroid (BR) Biosynthese<br />
Clouse (2002) The Arabidopsis Book<br />
<strong>Technische</strong> Universität München
Model der Regulation von BR Homeostase<br />
OH<br />
OH<br />
<strong>Poppenberger</strong> et al., 2005, Proc Natl Acad Sci USA. 102(42), 15253-8.<br />
HO<br />
Husar et al., 2011, BMC Plant<br />
HO<br />
H<br />
O BL Biol. 11(1): 51<br />
O<br />
HO<br />
HO<br />
H O<br />
O H<br />
O<br />
O<br />
O OH<br />
OH<br />
HO<br />
OH<br />
UGT73C5<br />
(UGT73C6)<br />
OH<br />
HO<br />
HO<br />
H<br />
O<br />
O<br />
BL<br />
OH<br />
OH<br />
BRI1<br />
(BRL1,BRL3)<br />
BAK1<br />
OH<br />
HO<br />
HO<br />
H<br />
O<br />
O<br />
OH<br />
OH<br />
OH<br />
BAS1<br />
(SOB7)<br />
HO<br />
HO<br />
H<br />
O<br />
O<br />
BL<br />
BR<br />
Biosynthese<br />
p<br />
BIN2<br />
(GSK3)<br />
p<br />
cytoplasm<br />
BZR1<br />
BES1<br />
BRRE<br />
DWF4,<br />
CPD, ROT3, ...<br />
andere Gene<br />
E-box<br />
SAUR-AC1<br />
Nukleus<br />
Wachstumsregulation<br />
Inaktivierung<br />
Feedback Inhibierung<br />
<strong>Technische</strong> Universität München
cesta-D (ces-D), eine Arabidopsis Mutante<br />
die konstitutive BR Überakkumulationseffekte zeigt<br />
Col-0<br />
ces-D<br />
42 DAG<br />
ces-D<br />
Col-0<br />
30 DAG The Dania-Jai-Alai web site, 2003<br />
<strong>Technische</strong> Universität München
Die Brassinosteroid Biosynthesis in ces-D ist verändert<br />
ROT3<br />
ROT3<br />
fold expression<br />
Col-0<br />
ces-D<br />
0<br />
DWF4/UBQ5 CPD/UBQ5<br />
ROT3/UBQ5<br />
<strong>Technische</strong> Universität München
The bHLH transcription<br />
factor family<br />
of Arabidopsis thaliana<br />
Defined by<br />
the bHLH signature domain,<br />
a stretch of 60 aa with a<br />
N-terminal DNA binding<br />
(basic region) and a<br />
C-terminal HLH region,<br />
that functions<br />
as a dimerization domain.<br />
The interaction between<br />
the HLH regions of<br />
2 seperate polypeptides<br />
leads to formation of homodimers<br />
and/or heterodimers and the<br />
CES<br />
BEEs<br />
basic region<br />
of each partner binds to half of<br />
the DNA recognition sequence.<br />
Toledo-Ortiz et al., 2003
Ein Verlust von CESTA Aktivität führt<br />
zu einer Reduktion der Expression von BR Biosynthese Genen<br />
CPD<br />
Col-0<br />
ces-1<br />
Col-0<br />
S082100<br />
ces-ko<br />
CES<br />
UBQ5<br />
0 24 2 24 0 24 2 24<br />
Brz epiBL Brz epiBL<br />
DWF4<br />
Col-0<br />
ces-1<br />
ROT3<br />
Col-0<br />
ces-1<br />
0 24 2 24 0 24 2 24<br />
Brz epiBL Brz epiBL<br />
0 24 2 24 0 24 2 24<br />
Brz epiBL Brz epiBL<br />
Quantitative RT-PCR analysis of 10-day-old light-grown seedlings treated either with 24-epiBL or BRZ.<br />
<strong>Technische</strong> Universität München
CESTA reguliert BR Biosynthese<br />
OH<br />
OH<br />
HO<br />
HO<br />
H<br />
O<br />
O<br />
BL<br />
HO<br />
HO<br />
H O<br />
O H<br />
O<br />
O<br />
O OH<br />
OH<br />
HO<br />
OH<br />
UGT73C5?<br />
OH<br />
OH<br />
HO<br />
HO<br />
H<br />
O<br />
O<br />
BL<br />
OH<br />
OH<br />
BRI1<br />
(BRL1,BRL3)<br />
BAK1<br />
HO<br />
HO<br />
H<br />
O<br />
O<br />
OH<br />
OH<br />
OH<br />
BAS1<br />
(SOB7)<br />
HO<br />
HO<br />
H<br />
O<br />
O<br />
BL<br />
BR<br />
biosynthesis<br />
BEE1<br />
CES<br />
p<br />
BZR1<br />
BIN2<br />
(group II GSK3)<br />
BEEs?<br />
p<br />
BES1<br />
BIM1<br />
cytoplasm<br />
BRRE<br />
DWF4,<br />
CPD, ROT3, ...<br />
E-box<br />
other target genes<br />
SAUR-AC1<br />
nucleus<br />
growth responses<br />
<strong>Poppenberger</strong> et al., 2011, EMBO J. 30(6): 1149-1161<br />
<strong>Technische</strong> Universität München
CES Expression ist entwicklungsabhängig reguliert<br />
und ist vorallem in Blüten nachweisbar<br />
KAN<br />
CESp<br />
GUS<br />
<strong>Technische</strong> Universität München
CES ist essentiell für die Befruchtung<br />
haf in Ler<br />
ces/haf bee1 bee3 triple knock-out in Col-0<br />
Crawford and Yanofsky, 2011, Development<br />
<strong>Technische</strong> Universität München
Voriconazole induziert BR-defiziente Phänotypen<br />
in einem breiten Spektrum an Kulturpflanzen<br />
Mit 1 µM der angegebenen Substanzen behandelte Pflanzen.<br />
Cucumis sativa Spinacea oleracea Solanum<br />
lycopersicum<br />
Daucus<br />
carrota<br />
Zinnia<br />
elegance<br />
Helianthus<br />
annuus<br />
Rozhon et al., in revision<br />
<strong>Technische</strong> Universität München
Zusammenfassung<br />
Die Pflanzenhormone Auxine, Gibberelline und Brassinosteroide agieren<br />
koordiniert in der Kontrolle des Streckungswachstum von Pflanzen<br />
Brassinosteroide sind Steroidhormone die in Pflanzen in<br />
sehr geringen Konzentrationen vorkommen und hoch bioaktiv sind<br />
Die Konzentration an BRs wird auf zellulärer Ebene genau kontrolliert<br />
Porteine welche BRs synthetisieren oder BR Wirkung verleihen werden<br />
durch Umwelteinflüsse (wie Licht und Tempertur) in ihrer Aktivität<br />
beeinflusst.<br />
Das Institut Biotechnologie gartenbaulicher Kulturen erforscht die<br />
Grundlagen der BR Wirkung in Pflanzen um Erkentnisse zu gewinnen und<br />
Methoden zu entwicklen, welche es erlauben züchterisch oder<br />
kulturtechnisch in den BR Haushalt einzugreifen.<br />
<strong>Technische</strong> Universität München
Andreas Bachmair<br />
MFPL<br />
Universität Wien<br />
Franz Berthiller<br />
IFA Tulln<br />
Universität für Bodenkultur, Wien<br />
Dianna Bowles<br />
CNAP, Department of Biology,<br />
University of York, York, United Kingdom<br />
Shozo Fujioka<br />
Institut of Physical and Chemical Research,<br />
RIKEN, Saitama, Japan<br />
Heribert Hirt<br />
Plant Genomics Research Unit<br />
INRA/CNRS-URGV, Evry, France<br />
Theo Lange<br />
Institut für Pflanzenbiologie<br />
TU Braunschweig, Germany<br />
Tobias Sieberer<br />
Wissenschaftszentrum Weihenstephan<br />
TUM<br />
Thank you !<br />
Mamoona Khan<br />
Wilfried Rozhon<br />
Marina Eremina<br />
<strong>Technische</strong> Universität München
Andreas Bachmair<br />
MFPL<br />
Universität Wien<br />
Franz Berthiller<br />
IFA Tulln<br />
Universität für Bodenkultur, Wien<br />
Dianna Bowles<br />
CNAP, Department of Biology,<br />
University of York, York, United Kingdom<br />
Shozo Fujioka<br />
Institut of Physical and Chemical Research,<br />
RIKEN, Saitama, Japan<br />
Heribert Hirt<br />
Plant Genomics Research Unit<br />
INRA/CNRS-URGV, Evry, France<br />
Theo Lange<br />
Institut für Pflanzenbiologie<br />
TU Braunschweig, Germany<br />
Tobias Sieberer<br />
Wissenschaftszentrum Weihenstephan<br />
TUM<br />
Acknowledgments<br />
Sigrid Husar<br />
Mamoona Khan<br />
Florian Kalaivanan<br />
Renata Milcevicova<br />
Elisabeth Piehslinger<br />
Wilfried Rozhon<br />
<strong>Technische</strong> Universität München
Change language