Role of AUX1 in the control of organidentity during in vitro organogenesis and in mediating tissue specific auxin and

cytokinin interaction in Arabidopsis

Aparna Kakani, Guosheng Li, Zhaohua Peng

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Gliederung

1) Was sind Auxine und Cytokinine?● Antagonie● Synergie

2) Herstellung der Mutanten

3) Optimierung der Hormonkonzentrationen

4) Charakterisierung der Mutanten

5) Cytokinin induziert Ansammlung und Verteilung von Auxin

6) AUX1 wird in Kalli exprimiert

7) Expression von Auxin-/Cytokinin-abhängigen Genen

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Was sind Auxine und Cytokinine?● Wachstumshormone

● Interaktion spielt eine wesentlich Rolle bei Wachstum und Entwicklung der Pflanze

Antagonie:

Verhältnis: Auxin / Cytokinin hoch = WurzelwachstumVerhältnis: Auxin / Cytokinin niedrig = TriebwachstumZwischen diesen beiden Wirkbereichen = Kalli (undifferenzierte totipotente Zellen)

Weiteres Beispiel:Apikaldominanz durch Auxin

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Was sind Auxine und Cytokinine?

Synergie:

Regulation des Zellzyklus durch Cyclin-abhängige Kinase 2 (CDC2)

Auxin erhöht Expression von CDC2Cytokinin erhöht die katalytische Aktivität von CDC2

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Herstellung der Mutanten

T-DNA:

● T-DNA aus Bodenbakterium Agrobakterium tumefaciens

● Ti-Plasmid wird zusammen mit anderer DNA auf Pflanze übertragen und in Genom eingefügt

● Mutationen im AUX1 Gen werden erzeugt

DR5:GUS und DR5:GFP:

● DR5:GUS und DR5:GFP werden in Wildtyp und in Mutanten eingefügt, zur späteren aufzeigen der Auxinkonzentrationen

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Optimierung der Hormone

Verwendetet Hormone:2,4-Dichlorphenoxyessigsäure (2,4-D) Indol-3-essigsäure (IAA)Kinetin (KIN)6-Benzyladenin (6-Ba)

Reaktion im Wildtyp von Arabidopsis bei

● 0.5 mg/l 2,4-D = Wurzelregeneration

● 0.25 mg/l 2,4-D und 2.0 mg/l KIN = Triebregeneration

Alle Kombinationen dazwischen führen zu einer Kallusbildung.

Auxin

Cytokinin

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Charakterisierung der Mutanten

● 50.000 Pflanzen getestet● Drei Pflanzen mit Mutation● Mutanten: Wurzeln statt Triebe

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Charakterisierung der Mutanten

● Charakterisierung anhand der Wurzellänge von 10-Tagen alten Setzlingen● Ergebnis: Mutanten unempfindlicher gegenüber Auxin und Cytokinin

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Cytokinin induziert die Ansammlung/Verteilung von Auxin

Auxin 0,05 mg/lCytokinin 2 mg/l

Auxin 0,05 mg/lCytokinin -

Auxin 0,25 mg/lCytokinin 2 mg/l

Auxin 0,25 mg/lCytokinin -

Wildtyp

Wildtyp

Mutant

Mutant

DR5:GUS

DR5:GFP

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Auxin 0,05 mg/lCytokinin 2 mg/l

Auxin 0,05 mg/lCytokinin -

Wildtyp

Wildtyp

Mutant

Mutant

DR5:GUS

DR5:GFP

Auxin 0,05 mg/lCytokinin -

Auxin 0,05 mg/lCytokinin 2 mg/l

Cytokinin induziert die Ansammlung/Verteilung von Auxin

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AUX1 wird in Kalli exprimiert

AUX1-Nachweis durchtransgene Linie:

AUX1:AUX1-116-YFP

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Expression von Auxin-/Cytokinin-abhängigen Genen

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Quellen

● Role of AUX1 in the control of organidentity during in vitro organogenesis and in mediating tissue specific auxin and cytokinin interaction in Arabidopsis - Aparna Kakani, Guosheng Li, Zhaohua Peng

● Plant physiology – L. Taiz, E. Zeiger, 2006, vierte Auflage, Spektrum Verlag

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