wachstumsinhibierende Phytohormone (Übersicht) Fruchtreife Seneszenz Blattfall Ethylen H C H H H C Abwehr von Pathogenen Reaktion auf Verwundung Regulation Sekundärstoffwechsel Entwicklungshormon Thermogenese Reaktion auf Pathogene Seneszenz, Blütenbildung Schutz bei Lichtstreß Salicylsäure OH COOH Stomataschluß Dormanz Austrocknungstoleranz Kältetoleranz Abscisinsäure O COOH OH Jasmonate (+)-7-iso-Jasmonoyl-L-isoleucine
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Ethylen - Developmental Biology€¦ · Abscisinsäure O COOH OH Jasmonate (+)-7-iso-Jasmonoyl-L-isoleucine. wachstumsinhibierende Phytohormone Ethylen H C H H H C Gas (Abbau von
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wachstumsinhibierende Phytohormone (Übersicht)
FruchtreifeSeneszenzBlattfall
Ethylen HC
H HH
C
Abwehr von PathogenenReaktion auf VerwundungRegulationSekundärstoffwechselEntwicklungshormon
ThermogeneseReaktion auf PathogeneSeneszenz, BlütenbildungSchutz bei Lichtstreß
Tomatenmutante Nr Tomatenmutante Nr ““nevernever riperipe””ist ist EthylenEthylen--insensitivinsensitiv
Ethylen und die Reifung klimakterischer Früchte
Inhibierung der Ethylenbildung durch SilberthiosulfatInhibierung der Ethylenbildung durch Silberthiosulfatunterdrunterdrüückt das Welken von Nelkenckt das Welken von Nelken
inhibiert Zellstreckunginhibiert Zellstreckung
Dunkelkeimung von Samen:Dunkelkeimung von Samen:Etiolierung (Vergeilung) unterdrEtiolierung (Vergeilung) unterdrüücktckt
SeneszenzSeneszenz
Dunkelkeimung von SamenDunkelkeimung von Samender Tomate (Nr u. der Tomate (Nr u. wtwt) +/) +/-- EthylenEthylen
Blattfall
BiosyntheseBiosynthese
CHCH22-- CHCH22-- CHCH--COOHCOOHNHNH22
CHCH33--SS-- --
Methionin S-Adenosyl-Methionin
+CCHH22-- CCHH22-- CHCH--COOHCOOH
NHNH22CHCH33--SS-- --
AdenosinAdenosinATPATP
PP + PiPP + Pi
SAM-Synthetase
HH22CCCC--COOHCOOH
HH22CC NHNH22--
Aminocyclopropan-carboxylat (ACC)
Methyl-S-AdenosinACC-Synthase
CCHH22= = CCHH22
Ethylen
(HCN + CO2 + H2O)ACC-Oxidase½ O2
Cyanidentgiftung
trans-aminase
Inhibitoren
AVG
AIB, Co2+
Ag+ , MethylcoclopropenRezeptor
Step 7. Place bucket into truck.Rapidly close truck door
Without EthylBloc® With EthylBloc®
Treated for 4 hours at room temperature with EthylBloc®and then overnight with an average of 1 ppm ethylene.
(Comparable to ethylene level at a supermarket.)
Blockierung von Ethylenrezeptoren durch 1-Methylcyclopropen:kommerzielle Anwendung
Ethylenantwort Ethylenantwort von von etioliertenetiolierten DikotylkeimlingenDikotylkeimlingen
-- KrKrüümmung des mmung des HypocotylhakensHypocotylhakens
-- gestauchtes Hypokotyl (verkgestauchtes Hypokotyl (verküürzt und verdickt)rzt und verdickt)
Analyse der SignalwandlungAnalyse der Signalwandlung
Aufklärung des Ethylen-Signalwegs durch Mutantenanalyse
Mutantenerzeugung z.B. von Arabidopsis durch Mutagens-behandlung (z.B. Ethylmethansulfonsäure führt zu Transitionen: G nach A, C nach T)
A)A)
Isolation der gewünschten Mutanten durch spezifisches Screening(Fehlen der Dreifachantwort)
B)
Genisolation durch Lokalisierung (Positonsbestimmung) des Gendefektes auf dem Genom durch Segregationsanalysen und anschliessender Mutantenkomplementation mittels Gentransfer
C)
etiolierte Dikotylkeimlinge,nicht mit Ethylen behandelt
Mutantensuche in einer Mutantensuche in einer EMSEMS--mutagenisiertenmutagenisierten PopulationPopulation
etiolierte Dikotylkeimlinge,mit Ethylen behandelt
Mutantensuche in einer Mutantensuche in einer EMSEMS--mutagenisiertenmutagenisierten PopulationPopulation
Ethylenantwort Ethylenantwort von von etioliertenetiolierten DikotylkeimlingenDikotylkeimlingen
-- KrKrüümmung des mmung des HypocotylhakensHypocotylhakens
-- gestauchtes Hypokotyl (verkgestauchtes Hypokotyl (verküürzt und verdickt)rzt und verdickt)
Hypokotylhaken von im Dunkeln gezogenen Hypokotylhaken von im Dunkeln gezogenen Arabidopsiskeimlingen: Arabidopsiskeimlingen: A+C: Wildtyp A+C: Wildtyp B+D: B+D: EthylenEthylen--insensitiveinsensitive MutanteMutante
+ Ethylen+ Ethylen
-- EthylenEthylen
ETR1ETR1--Mutante von Arabidopsis Mutante von Arabidopsis zeigt keine Ethylenzeigt keine Ethylen--DreifachantwortDreifachantwort
-- KrKrüümmung des mmung des HypocotylhakensHypocotylhakens
-- gestauchtes Hypokotyl (verkgestauchtes Hypokotyl (verküürzt und verdickt)rzt und verdickt)
Dreifachantwort auf EthylenDreifachantwort auf Ethylen
ETR1ETR1
5 verschied. Ethylenrezeptoren in Arabidopsis: 25 verschied. Ethylenrezeptoren in Arabidopsis: 2--KomponentensystemKomponentensystem--TypTyp(ETR2, ERS1, ERS2, EIN4)(ETR2, ERS1, ERS2, EIN4)
Unterschiede in KinaseUnterschiede in Kinase-- und und TransducerdomTransducerdomäänene
ERER--Membran lokalisiertMembran lokalisiert
Mutationen an der EthylenMutationen an der Ethylen--Bindungsstelle fBindungsstelle füührt zur genetisch dominanten hrt zur genetisch dominanten EthyleninsensitivitEthyleninsensitivitäätt
Positiver oder negativer Regulator der EthylenPositiver oder negativer Regulator der Ethylen--Antwort?Antwort?
Experimenteller Beweis?Experimenteller Beweis?
CTR1CTR1 Protein ist homolog zur Protein ist homolog zur MitogenMitogen--aktiviertenaktivierten--ProteinkinaseProteinkinase--KinaseKinase--KinaseKinase (MAPKKK)(MAPKKK)
ctr1ctr1--Mutante von Arabidopsis zeigt eine Mutante von Arabidopsis zeigt eine konstitutive (permanente) Ethylenkonstitutive (permanente) Ethylen--Dreifachantwort (TDreifachantwort (T--DNA erzeugte Mutante)DNA erzeugte Mutante)
EIN3 (EIN3 (ethylenethylen--insensitiveinsensitive) ist ein Transkriptionsregulator ) ist ein Transkriptionsregulator und EREBP (und EREBP (ethyleneethylene--responseresponse--elementelement--bindingbinding proteinprotein) ein ) ein Transkriptionsfaktor,Transkriptionsfaktor,
der an ein Ethylender an ein Ethylen--spezifisches spezifisches ciscis--DNADNA--Element (ERE) bindet und die Element (ERE) bindet und die Transkription dadurch aktiviertTranskription dadurch aktiviert