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Mechanismy reakce exodermis na dostupnost živin v prostředí / Mechanisms of exodermal response to nutrient availability in the environmentGargoš, Ondřej January 2021 (has links)
in English The apoplastic barriers of the root (endodermis and exodermis) represent an important regulatory mechanism for the uptake of water and nutrients from the environment, ensuring its selectivity. In addition, both layers respond to stress factors by altering its rate and degree of cell wall modification, which affects the transport properties of the root and represents adaptive plants to high heterogeneity of the soil environment. Apoplastic barriers also respond to the availability of mineral nutrients. This issue has recently been intensively studied and a number of ambiguities persist. Interestingly, the deficiency of some mineral nutrients stimulates the differentiation of barriers, while the deficiency of other mineral nutrients delays the differentiation. In addition, different plant species react differently to the deficiency of the same element. Another interesting aspect is the fact that the reaction of the endodermis and exodermis is localized and takes place mainly in that part of the root system which is directly exposed to the stress factor. This phenomenon has been observed with cadmium toxicity, but more recently with local nutrient deficiencies (nitrogen and potassium) in Zea mays. This diploma thesis deals with the functional significance of localized enhancing or delaying...
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Chemical and Genetic Diversity in Sesame (Sesamum indicum L.) / Chemische und Genetische Divesitat in Sesame (Sesamum indicum L.)Syed, Rehana Naz 28 October 2011 (has links)
Biologische Diversität existiert sowohl
zwischen mehreren Arten als auch innerhalb einer Art, innerhalb von
Populationen und Individuen einer Population. Die intraspezifische
Diversität wurde bislang ausgiebig auf der Ebene des Genoms
untersucht. Sie ist im Kontext metabolischer Zusammenhänge in
Pflanzen bisher kaum untersucht und es existieren nur wenige
Veröffentlichungen zu diesem Thema. Uns sind bisher keine
Publikationen zu Phytohormonen in Sesam bekannt. Neben dem
wissenschaftlichen Interesse an der metabolischen Diversität in
Sesam, spielen Stresshormone eine wichtige Rolle in der
pflanzlichen Abwehr. Der Phytohormonspiegel im Samen ist unter
agronomischen Gesichtspunkten relevant, da es vorkommen kann, dass
Sesamsamen spontan auskeimen, während sie sich noch an der grünen
Pflanze befinden. Diese Eigenschaft ist unerwünscht, da der
wertvolle Samen auf diese Weise verloren geht. Im Rahmen dieser
Arbeit wurde die Variation im Phytohormonniveau in 16 Akzessionen
mit unterschiedlicher geographischer Herkunft untersucht. In
Blättern und Wurzeln konnten ABA, JA, SA und SAG nachgewiesen
werden, während GA4 lediglich in Blättern vorkam. Eine der
Akzessionen aus Japan („Japan 2“) produzierte JA, SA und SAG in
hohem Ausmaß. Hier konnten außerdem hohe Gehalte an Chitinasen
festgestellt werden. Chitinasen sind für den Abbau von Chitin, dem
Hauptbestandteil der pilzlichen Zellwand, verantwortlich. Eine
Charakterisierung der Akzessionen mittels AFLP-Analyse zeigte, dass
sich „Japan 2“ genetisch nicht mehr von anderen Akzessionen
unterschied, als das Mittel der Unterschiede innerhalb aller
gesammelten Proben. Bereits in früheren Untersuchungen unserer
Arbeitsgruppe im Rahmen einer ungerichteten Metabolitenanalyse,
konnte eine hohe Variabilität bei Sesamakzessionen gezeigt werden
(Laurentin et al. 2006). Darüber hinaus, stimmen die Unterschiede
im metabolischen Profil der Akzessionen nicht mit dem Grad ihrer
genetischen Verwandtschaft überein. Es ist bekannt, dass
tageszeitliche Unterschiede viele biologische Prozesse
kontrollieren. Wir haben die tageszeitlichen Effekte auf den
Phytohormonstatus untersucht und dabei die Unterschiede in
Pflanzenorganen berücksichtigt. Tageszeitliche Konzentrationen von
ABA, JA, IAA, SA und SAG wurden zu 8 unterschiedlichen
Tageszeitpunkten in 3 unabhängigen Replikaten mittels HPLC
untersucht. Wir konnten keine statistisch signifikanten
Unterschiede erkennen. Die Untersuchungen zeigten jedoch eine
Variation in den Phytohormonkonzentrationen in unterschiedlichen
pflanzlichen Organen. Sekundäre pflanzliche Metabolite spielen als
Resistenzfaktoren gegen Mikroorganismen eine wichtige Rolle.
Sesamakzessionen, die diese Substanzen im hohen Ausmaß produzieren,
stellen eine wichtige züchterische Ressource da. Um die Variation
innerhalb der Akzessionen zu untersuchen, die ein hohes Niveau an
sekundären Inhaltsstoffen aufweisen, haben wir die Effekte von 32
Pflanzenextrakten aus Sesamakzessionen gegen phytopathogene Pilze
untersucht. Darunter befand sich ein Wurzelpathogen mit
Spezialisierung auf Sesam (Macrophomina phaseolina), ein
Blattpathogen mit breitem Wirtspflanzenkreis (Alternaria alternata)
und Gefäßpathogen (Fusarium oxysporum). Die Diversität der Effekte,
die für die unterschiedlichen Akzessionen beobachtet werden
konnten, führt zu der Annahme, dass die Resistenzeigenschaften der
Pflanzen durch gezielte züchterische Beeinflussung der
metabolischen Aktivität verbessert werden können. In
weiterführenden Untersuchungen zur Aufreinigung der Substanzen mit
inhibitorischer Wirkung wurden Pflanzenextrakte in 80% Ethanol mit
verschiedenen organischen Lösungsmitteln fraktioniert. Die meisten
inhibitorischen Effekte konnten der Diethylether-Fraktion
zugeschrieben werden. Im ersten Schritt wurden 4L des Extraktes
hergestellt. Zwei aufgereinigte Lignane aus Sesam wurden gegen M.
phaseolina, A. alternata und F. oxysporum getestet. Sesamin zeigte
keinen Effekt bis zu einer Konzentration von 5mg/ml, während
Sesamol (und 2,4-Dinitrophenol als Kontrolle) einen starken
inhibitorischen Effekt aufwies. Für diese Substanzen wurden IC50
Werte ermittelt. Man kann festhalten, dass Sesamol dazu dienen
kann, das Wachstum invasiver Pathogene einzuschränken. Durch die
Kreuzung von zwei Elternlinien, die in der AFLP-Analyse einen
signifikanten Polymorphismus aufwiesen, wurden Inzuchtlinien
erzeugt. Die Nachkommen dieser Kreuzung wurden in 5 Generationen
selbstbefruchtet. Das so entstandene Set aus RILs wurde mittels
AFLP charakterisiert. Alle untersuchten RILs waren Hybride. Dies
zeigt, dass während der ersten Kreuzung der Elternlinien keine
Selbstung erfolgte. Wie erwartet, spalteten polymorphe AFLP-Marker
der Elternlinien in den RILs zufällig auf. Monomorphe Marker
fehlten in einigen RILs. Des Weiteren traten neue Marker auf, die
zuvor nicht in den Elternlinien festgestellt werden konnten. Das
Auftreten neuer Marker kann durch Rekombination zwischen
Restriktionsfragmenten erklärt werden, welche die AFLP-Marker
begrenzen. Die RILs werden nun von unseren Kooperationspartnern zum
Aufbau einer genetischen Karte verwendet (Prof. Sami Doganlar und
seine Arbeitsgruppe, Universität Antalya, Türkei).
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Identification de facteurs de transcription régulateurs de la voie de biosynthèse des alcaloïdes indoliques monoterpéniques chez Catharanthus roseus / Identification of transcription factors regulating the biosynthesis pathway of monoterpene indole alkaloids in catharanthus roseusGinis, Olivia 08 June 2012 (has links)
Catharanthus roseus est une plante tropicale qui produit spécifiquement des alcaloïdes indoliques monoterpéniques (AIM) d’intérêt thérapeutique. Chez C. roseus, la branche terpénique incluant la voie du méthylérythritol phosphate (MEP) est considérée comme limitante et présente une régulation transcriptionnelle coordonnée en réponse aux hormones inductrices de l’accumulation alcaloïdique. Lors de ce travail, suite à des analyses bioinformatiques et à la caractérisation de promoteurs de gènes de la voie MEP, nous avons identifié de nouvelles familles de facteurs de transcription impliquées dans la régulation de la biosynthèse des AIM. Des membres de la famille des ZCT, des WRKY et des RR type B interagissent avec le promoteur du gène hds de la voie MEP et régulent son activité. Ces travaux ont permis d’approfondir les connaissances sur les réseaux transcriptionnels régulateurs de la biosynthèse des AIM. L’utilisation de ces nouveaux facteurs de transcription activateurs peut désormais être envisagée dans le cadre d’expériences d’ingénierie métabolique afin d’augmenter l’accumulation d’alcaloïdes d’intérêt pharmaceutique chez C. roseus. / Catharanthus roseus is a tropical plant producing specifically monoterpene indole alkaloids (MIA) of high interest due to their therapeutical values. In C. roseus cells, the terpenoid branch including the methyl erythritol phosphate pathway (MEP) provides the MIA terpenoid moiety and is regarded as limited for MIA biosynthesis. This branch presents a coordinated transcriptional regulation in response to hormonal signals leading to MIA production. In this context, bioinformatic analysises and functional characterization of MEP pathway gene promoters allowed the identification of new transcription factor families involved in the MIA pathway regulation. Members of ZCT proteins, WRKY and type B RR families specifically interact with the hds promoter from the MEP pathway and regulate its activity. This work permits to gain into insight the transcriptional network controlling the MIA biosynthesis. It is possible now to consider using transcription factor that act as activators and target genes from the terpenoid branch to increase the accumulation of alkaloids of pharmaceutical interest in C. roseus by metabolic engineering approaches.
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