Einfluß erhöhter atmosphärischer CO2-Konzentrationen auf den Sekundärstoffwechsel und Pathogenabwehrmechanismen von Nicotiana tabacum
Creators: name: Maslak, Andrea
Publisher: name: Niedersächsische Staats- und Universitätsbibliothek
Year: 2002
Subjects: Elektronische Publikation
Hochschulschrift
Zsfassung in engl. Sprache

description: In dieser Arbeit konnte gezeigt werden, dass die Kultivierung von Tabakpflanzen unter erhöhtem atmosphärischem [CO2] bei ausreichender Stickstoffversorgung zu einer signifikanten Verschiebung im Metabolismus zugunsten der Phenylpropanoidbiosynthese führt, und dass der Gehalt an N-haltigen Alkaloiden vermindert ist unter Hoch-[CO2] in Abhängigkeit von der angebotenen N-Konzentration. Insbesondere wurden unter erhöhtem [CO2] höhere Konzentrationen für die Hauptkomponente Chlorogensäure und die Coumarine Scopolin und Scopoletin ermittelt. Inokulationsexperimenten mit dem Kartoffelvirus Y (PVY) zeigten, dass die höheren Gehalte an C-haltigen Phenylpropanen mit der verminderten Ausbreitung des Virus in den unter Hoch-[CO2] kultivierten Tabakpflanzen korrelieren. Um die Funktion der Coumarine Scopolin und Scopoletin in der Pathogenabwehr zu prüfen wurde eine UDPGlucose:Scopoletin Glucosyltransferase-Aktivität (SGT) aus einer Tabakzellkultur aufgereinigt. Parallel zur Reinigung der SGT wurde eine bereits beschriebene Salizylsäure-induzierbare Glucosyltransferase (IS5a) aus der Tabakzellkultur kloniert und im heterologen System exprimiert. Die Identität beider Proteine wurde durch den Vergleich der Peptidmassen mittels MALDI/TOF-MS gezeigt. Zur Modulation der SGT-Aktivität mit Hilfe von Sense-Konstrukten wurde der erhaltene cDNA-Klon stabil in Tabak transformiert. Inokulationsexperimente mit den transgenen Sense-Linien zeigten, dass die Aktivität der SGT und damit die Kapazität zur Bildung von Scopolin oder anderen glucosidierten Phenylpropanen zur Resistenz gegen PVY beiträgt.
description: It could be shown in this work that the cultivation of tobacco plants at elevated atmospheric [CO2] and sufficient nitrogen supply leads to a significant shift in plant metabolism to higher amounts of phenylpropanoids and lower levels of N-containing alkaloids dependent on the N-supply. Increased levels at high-[CO2] were observed especially for the main constituent chlorogenic acid and the coumarins scopolin and scopoletin. Inoculation experiments with the potato virus Y (PVY) showed, that the higher content of C-containing phenylpropanoids correlates to a decreased spread of this virus at high-[CO2]. To investigate the function of the coumarins scopolin and scopoletin in plant defence a UDPGlucose:Scopoletin glucosyltransferase activity (SGT) was purified from a tobacco cell culture. In parallel a known salicylic acid inducible glucosyltransferase (IS5a) was cloned from the tobacco cell culture and expresse heterologously. By comparison of the peptide masses obtained via MALDI/TOF-MS the identity of both proteins could be confirmed. To modify the SGT-activity using sense-constructs, the obtained cDNA-clon was transformed in tobacco. Infection experiments with the transgenic SGT-sense plants showed that the enhanced capacity for the production of scopolin or other glucosylated phenylpropanoids is involved in defence mechanisms leading to resistance against PVY.