Untersuchung der natürlichen Variation der Metalltoleranz von Arabidopsis thaliana Ökotypen und Identifikation von Genen verantwortlich für Toleranzunterschiede

Zusammenfassung Die Bewegung von Schwermetallen in pflanzlichen Systemen, die Aufnahme, Verteilung, Verwendung als Co-Faktor oder Strukturgeber in Enzymen, kurz die Metallhomöostase ist noch lange nicht ausreichend untersucht. Neue Komponenten können durch die Analyse der Schwermetalltoleranz identifiziert werden, da Proteine und Gene welche eine Funktion in der Toleranz erfüllen, häufig auch eine Rolle für die basale Aufnahme, Verteilung oder Lagerung von Schwermetallen haben. In dieser Arbeit sollte die Untersuchung der natürlichen Variation in der Schwermetalltoleranz der Ackerschmalwand (Arabidopsis thaliana) genutzt werden um solche Komponenten zu identifizieren. Es wurden zink- und cadmiumtolerantere Ökotypen mit weniger toleranten verglichen und Gene identifiziert, die an der Ausprägung dieser Toleranz beteiligt sein könnten. Dabei konnten für At1G23040 vermehrt Hinweise detektiert werden, die es in der höheren Zn-Toleranz von dem Ökotyp Cvi-0 implizieren. Daneben wurde auch der erst kürzlich entdecket Ökotyp Mwg-3 auf eine mögliche lokale Adaptation hin untersucht. Bei einer adaptiven Veränderung eines Ökotyps werden Mutationen aufgrund eines Selektionsvorteils im Genom fixiert, da sie zu einer höheren Fitness im natürlichen Habitat des Ökotyps führen. Für Mwg-3 wurde eine lokale Adaptation an den sauren, stark manganverfügbaren Boden seines natürlichen Habitates untersucht. Um die höhere Mn-Toleranz von Mwg-3 molekular aufklären zu können, wurde der Ökotyp sequenziert. Durch die Implementierung von Protokollen für die Identifikation von SNPs, die in Zusammenhang mit der Mn-Toleranz stehen, werden in Kürze auch Kandidatengene für die erhöhte Mn-Toleranz in Mwg-3 identifiziert werden können. Mit dem Ziel auch die Effekte von Blei auf das Wachstum und auf physiologische Prozesse in Pflanzen in Zukunft besser untersuchen zu können, wurde ein neues Wachstumsmedium entwickelt. Dadurch konnten bisherige experimentelle Schwierigkeiten bei der Behandlung von Pflanzen mit Blei, umgangen werden und erstmals die Relevanz von Phytochelatinen als Bleichelatoren und für die Bleitoleranz in Pflanzen, gezeigt werden.

Level thesis:degree_level

thesis.doctoral

Grantor dc:publisher

Universität Bayreuth

Year

2015

Author dc:creator

• Fischer, Sina

Contributors dc:contributor

• Clemens, Stephan

Repository record source_url

https://epub.uni-bayreuth.de/id/eprint/1963/

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