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Titelaufnahme

Titel
Role of the gene At1g64110 for the development of syncytia induced by Heterodera schachtii in Arabidopsis roots / Stephan Plattner
VerfasserPlattner, Stephan
Betreuer / BetreuerinBohlmann, Holger
Erschienen2009
Umfang52 Bl. : Ill., graph. Darst.
HochschulschriftWien, Univ. für Bodenkultur, Masterarb., 2009
Anmerkung
Zsfassung in dt. Sprache
SpracheEnglisch
DokumenttypMasterarbeit
Schlagwörter (DE)Heterodera schachtii Arabidopsis Synzytium At1g64110 At4g28000 At5g52882 MIOX5 PDF2.1
Schlagwörter (EN)Heterodera schachtii Arabidopsis syncytia At1g64110 At4g28000 At5g52882 MIOX5 PDF2.1
Schlagwörter (GND)Ackerschmalwand / Gentechnologie / Wurzel / Syncytium / Rübenälchen
URNurn:nbn:at:at-ubbw:1-664 Persistent Identifier (URN)
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Role of the gene At1g64110 for the development of syncytia induced by Heterodera schachtii in Arabidopsis roots [0.54 mb]
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Klassifikation
Zusammenfassung (Deutsch)

Nematoden der Gattung Heterodera schachtii infizieren neben vielen anderen Pflanzen auch die Modellpflanze Arabidopsis thaliana. Der Schädling induziert in der Pflanzenwurzel den Aufbau eines Nährzellensystems (Synzytium), welches für die künftige Nährstoffversorgung des Nematoden dient. Vorhergehende Transkriptomanalysen von Synzytien haben offen gelegt, welche Gene im Nährzellensystem in ihrer Transkriptionsrate verändert werden. Ein stark hochreguliertes Gen, das Gen At164110, codiert für eine ATPase. Infektionsversuche von Heterodera schachtii an At1g64110 T-DNA Mutanten haben gezeigt, dass dieses Gen für die Entwicklung von Nematoden eine wichtige Rolle spielt. Ziel dieser Masterarbeit war es, transgene Arabidopsis Linien bereitzustellen, um eine Funktionsanalyse sowie eine Expressionsanlyse an dem Gen At1g64110 durchführen zu können. Für die Funktionsanalyse wurden künstliche Mikro-RNA Konstrukte mit gewebespezifischen Promotoren kombiniert, um das Gen zum einen in der gesamten Pflanze (Promotor CaMV) zum anderen nur im Synzytium (Promotor MIOX5, Promotor PDF2.1) runterzuregulieren. Die Konstrukte wurden erfolgreich in Arabidopsis transformiert und 15 verschiedene T1 Arabidopsis Linien für die Funktionsanalysen selektiert. Für die Expressionsanalyse wurden drei Promotor::GUS Konstrukte mit unterschiedlicher Promotor Länge hergestellt und erfolgreich in Arabidopsis transformiert. Eine vorläufige Analyse von zufällig ausgewählten T1 Arabidopsis Pflanzen hat eine transgene Promotoraktivität in Trichomen und Schoten gezeigt. 15 verschieden T1 Arabidopsis Linien wurden für weiterführende GUS Expressionsanalysen selektiert. Zusätzlich wurde die vorhergehende Transkriptomanalyse für das Gene At1g64110 über quantitative Real Time PCR (qRT PCR) bestätigt. Die qRT-PCR zeigte eine 97,2-fache Hochregulierung des Gens in 15 Tage alten Synzytien im Vergleich zu nicht infizierten Kontrollwurzeln. Außerdem wurde gefunden, dass das nahe verwandte Gen At5g52882 sehr große Ähnlichkeit zu At1g64110 aufwies, jedoch dafür keine GeneChip Daten vorhanden waren. In der Vermutung, dass auch dieses Gen im Synzytium stärker exprimiert werden könnte, wurde eine qRT-PCR durchgeführt. Die Analyse zeigte weder eine Hochregulierung noch eine Runterregulierung von At5g2882 in 15 Tage alten Synzytien im Vergleich zu nicht infizierten Kontrollwurzeln.

Zusammenfassung (Englisch)

The plant parasitic nematode Heterodera schachtii infects several crop species and also the model plant Arabidopsis thaliana. The parasites induce the formation of specific feeding structures (syncytia) in the plant roots that serve as their sole nutrient source. Previous transcriptome analysis has shown that many genes are up regulated and down regulated in syncytia. One of the strongly up regulated genes, At1g64110, codes for an ATPase. Infection tests of At1g64110 T-DNA mutants with Heterodera schachtii revealed that this gene is important for nematode development. The aim of this thesis was to prepare transgenic Arabidopsis lines for a functional analysis and for a expression analysis of At1g64110. For the functional analysis, artificial microRNA constructs with tissue specific promoters were created to silence the gene in the whole plant (promoter CaMV) and in syncytia (Promoter MIOX5, Promoter PDF2.1). The constructs were successfully transformed into Arabidopsis. 15 T1 Arabidopsis lines for each construct were isolated for further studies. For the expression analysis three promoter::GUS constructs with different length were created and also transformed into Arabidopsis. Preliminary analysis of randomly selected T1 Arabidopsis plants showed transgenic promoter activity in trichomes and siliques. 15 T1 Arabidopsis lines for each construct were isolated for further GUS expression analysis. Moreover, the previous transcriptome analysis for the gene At1g64110 was confirmed by quantitative real time PCR (qRT PCR) during this project. The qRT-PCR showed a 97.2-fold up regulation of the gene in 15 dpi (days post infection) syncytia in comparison to uninfected roots which is in line with the previous GeneChip data. The gene At5g52882 was found to be highly similar to the gene At1g64110, but as no transcriptome expression data were available for this gene a qRT-PCR was done. The analysis showed no change in expression levels of this gene in 15 dpi syncytia in comparison to normal roots.