In dieser Arbeit wurden physiologische und molekulare Muster von Reaktionen des Phloems auf diverse Reize untersucht. Im ersten Teil der Arbeit wurden mit Hilfe des cDNA-AFLP (cDNA-amplified fragment length polymorphism) Teilsequenzen von 11 Transkripten im Phloemsaft aus Gerstenpflanzen ermittelt. Drei Transkripte, zu denen auch die mRNA des Abwehrproteins Carboanhydrase gehört, wurden ausschließlich nach chemischer Induktion von Pathogenresistenz gefunden. Die Transkripte sind damit Kandidaten für systemisch transportierte Resistenzsignale.
Ein weiterer Teil der Arbeit befasste sich mit Funktionen des Signalmoleküls NO im Phloem. In mikroskopischen Studien mit dem NO-spezifischen Fluoreszenzfarbstoff Diaminofluoresceindiacetat konnte in den Geleitzellen des Phloems von Vicia faba eine starke NO-Synthese beobachtet werden. Diese NO-Synthese wurde durch exogene Applikation von Salicylsäure und H2O2 ausgelöst. Ein pilzlicher Elicitor und Jasmonsäure bewirkten dagegen eine vergleichsweise schwache NO-Synthese. Pharmakologische Analysen zeigten, dass im Phloem eine Ca2+- und L-Arginin-abhängige NO-Synthase (NOS) aktiv ist. Während Vicia faba gut geeignet ist für die in vivo-Mikroskopie des Phloems, können aus dieser Pflanze jedoch nur sehr geringe Mengen Phloemsaft gewonnen werden. Daher wurden biochemische Untersuchungen mit Phloemproben aus Kürbispflanzen vorgenommen. Nach Verwundung, Hitzestress und Behandlung mit dem Resistenzinduktor BION konnte in Western Blots mit Nitrotyrosin-Antikörpern eine zunehmende Nitrierung von Phloem-proteinen festgestellt werden. Außerdem wurden mit der Biotin switch-Methode potenzielle nitrosylierbare Proteine im Phloemsaft nachgewiesen. Insgesamt wurden 12 Proteine identifiziert, darunter die Phloemproteine 16 und 36 sowie zwei Peroxidasen, die Glyoxalase I und die 25-26 kD große Isoform des Phloemprotein 2 (PP2). Das letztere Protein wurde wahrscheinlich sowohl an Cysteinresten nitrosyliert als auch an Tyrosinresten nitriert.
Durch Behandlung von Kürbis-Phloemproben mit NO-Donoren wurden die antioxi-dativen Enzyme Ascorbatperoxidase (APX) und die Superoxiddismutase (SOD) in vitro inhibiert. Einen ähnlichen Effekt hatten Verwundung, Resistenzinduktion und Hitzestress in vivo. Wenn vor dem Hitzestress die Versuchspflanzen mit einem NOS-Inhibitor behandelt wurden, konnte die Hemmung der APX und SOD fast vollständig verhindert werden. Das deutet an, dass diese Enzyme nach Hitzestress direkt oder indirekt durch NO gehemmt wurden. Mit dem gleichen Inhibitor wurde außerdem die partielle Fällung des Phloem-proteins 1 und einer 24,5 kD großen PP2-Isoform nach Reizung der Pflanzen unterdrückt. PP1 und PP2 sind redoxsensitive Proteine, deren Fällung wahrscheinlich ein Absinken des Redoxpotentials im Siebelement anzeigt. Die Ergebnisse werden in Bezug auf eine mögliche Rolle von NO in Redox-abhängigen systemischen Signalkaskaden diskutiert.
Verknüpfung zu Publikationen oder weiteren Datensätzen
