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Dissertation zugänglich unter
URN: urn:nbn:de:bsz:291-scidok-49971
URL: http://scidok.sulb.uni-saarland.de/volltexte/2012/4997/


Eisenmangelinduzierbare bHLH Transkriptionsfaktoren der Untergruppe Ib(2) in der Eisenhomöostase von Arabidopsis thaliana und im Kontext hormoneller Signale

Subgroup Ib(2) iron deficiency inducible bHLH transcription factors in the iron homeostasis of Arabidopsis thaliana and in the context of homonal signals

Maurer, Felix


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SWD-Schlagwörter: Transkriptionsfaktor , Jasmonsäure , Salicylsäure , Helix-loop-Helix
Freie Schlagwörter (Deutsch): Eisenaufnahme , bHLH
Freie Schlagwörter (Englisch): iron uptake , basic Helix-Loop-Helix , jasmonate , salicylic acid , transcription factor
Institut: Fachrichtung 8.3 - Biowissenschaften
Fakultät: Fakultät 8 - Naturwissenschaftlich-Technische Fakultät III
DDC-Sachgruppe: Pflanzen (Botanik)
Dokumentart: Dissertation
Hauptberichter: Bauer, Petra (Prof. Dr.)
Sprache: Deutsch
Tag der mündlichen Prüfung: 16.11.2012
Erstellungsjahr: 2012
Publikationsdatum: 26.11.2012
Kurzfassung auf Deutsch: Die Eisenhomöostase ist fundamental für ernährungstechnische Eigenschaften von Nahrungsmittelpflanzen wie den Eisengehalt. In der Modellpflanze Arabidopsis thaliana werden die 4 basischen Helix-Loop-Helix (bHLH) Gene BHLH38/39/100/101 durch Eisenmangel verstärkt exprimiert, während BHLH38/39 zusätzlich Jasmonat- (JA) und Salizylsäure- (SA) abhängig reagieren. Sie induzieren bei Eisenmangel mit dem bHLH Transkriptionsfaktor FIT die Eisen(III)reduktase FRO2 und den Eisentransporter IRT1. Das Ziel dieser Arbeit war die Untersuchung der Funktionen dieser 4 bHLH Gene in der Eisenhomöostase in Arabidopsis thaliana und die Erforschung systemischer Signale zur Regulation der Homöostase. Es wurde getestet, ob die Hormone JA und SA als mögliche Signale der Eisenmangelantwort dienen. Die Studie zeigte, dass JA die FRO2 und IRT1 Genexpression negativ reguliert. Es wurde festgestellt, dass JA nicht als systemisches Signal der ausreichenden Eisenversorgung agiert. Um die bHLH Funktionen zu untersuchen, wurde eine bHLH Dreifachmutante (3xbhlh) sowie eine bHLH39 Überexpressionslinie, detailliert charakterisiert. Die Ergebnisse zeigen, dass die 4 Gene dieser Gruppe redundant sind und positiv auf die Eisenmangelantwort wirken, so dass BHLH38 alleine in der 3xbhlh Mutante zur deren Aufrechterhaltung ausreicht. Eine Mikroarrayanalyse der 3xbhlh Mutante gibt Hinweise darauf, dass die 4 Gene möglicherweise einen Knotenpunkt zwischen Stresssignalen und den Zielgenen der Eisenhomöostase bilden.
Kurzfassung auf Englisch: The iron homeostasis is fundamental for dietary traits of crop plants such as iron content. In the model plant Arabidopsis thaliana the 4 basic Helix-Loop-Helix (bHLH) genes BHLH38/39/100/101 are up regulated under iron deficiency, whereas BHLH38/39 react in addition jasmonate- (JA) and salicylic acid- (SA) dependent. Under iron deficiency they induce together with the bHLH transcription factor FIT the ferric chelate reductase FRO2 and the iron transporter IRT1. The goal of the project was the investigation of functions of this 4 bHLH genes in the iron homeostasis of Arabidopsis thaliana and the elucidation of systemic signals regulating the homeostasis. It was tested if the hormones SA and JA serve as signals for the iron deficiency response. The study showed that JA regulates the FRO2 and IRT1 gene expression in a negative manner. The role of JA was not found to be related to systemic signaling of Fe sufficiency responses. To evaluate the bHLH gene functions, a bHLH triple mutant plant (3xbhlh) and a bHLH39 over-expression line were characterized in detail. The results suggest redundancy for the 4 genes of this group, which have positive effects on the iron deficiency response, so that BHLH38 is sufficient for maintenance of the iron deficiency response in the 3xbhlh mutant. However, a comparative microarray study of the 3xbhlh mutant indicates that this 4 genes may be a nodal point connecting stress signals and iron homeostasis.
Lizenz: Veröffentlichungsvertrag für Dissertationen und Habilitationen der Fakultät 8

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