1. Erforschung genetischer Determinanten der Hemmung durch Licht während der Keimung in Aethionema arabicum
- Author
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Ackerl, Florian
- Subjects
Epigenetik ,Hemmung durch Licht während der Samenkeimung ,Mutant screening ,Light inhibition of seed germination ,Mutantenscreening ,Epigenetics ,Segregations- und Kartierungsanalyse ,Aethionema arabicum ,Segregation and mapping analysis - Abstract
Der Zeitpunkt der Samenkeimung ist eine absolut kritische Phase für Pflanzen. Dieser Prozess wird durch mehrere lebensraumspezifische, äußere Reize und innere Anpassungen an diese Reize beeinflusst. Die Forschung auf dem Gebiet der Lichtreaktionen während der Keimung beruht hauptsächlich auf Experimenten mit Arabidopsis thaliana. Dort ist Licht notwendig, um die Keimung zu induzieren, und mehrere Signalwege durch verschiedene Lichtrezeptoren sind bekannt. Im Gegensatz dazu inhibiert Licht die Samenkeimung bei einer anderen Brassicaceae, nämlich bei einigen Ökotypen von Aethionema arabicum. Dort wird die Kontrolle der Lichthemmung durch die Hormonregulation der Samenkeimung antipodisch zu der in A. thaliana bewirkt. Die molekularen Mechanismen, die dem, anders als in der Modellpflanze, zugrunde liegen, sind noch unbekannt. Da Aethionema arabicum mehrere Ökotypen mit natürlicher Variation des lichtempfindlichen oder lichtneutralen Phänotyps hat, bietet diese Art eine großartige Gelegenheit, die genetischen Grundlagen dieses ökologisch wichtigen Merkmals zu untersuchen. In der vorliegenden Arbeit habe ich versucht, durch bioinformatische Methoden Gene zu finden, die für den lichtempfindlichen Phänotyp der Aethionema arabicum Akzession aus Zypern (CYP) verantwortlich sind, indem ich Unterschiede zwischen den Genomsequenzen gekreuzter Hybride und der kürzlich aktualisierten A. arabicum Genomsequenz analysiert habe. Außerdem habe ich an Experimenten zur Etablierung mutierter Linien mitgewirkt, bei denen der lichtempfindliche Phänotyp in einen lichtunempfindlichen umgewandelt wurde. Während ich noch keine spezifischen Gene identifizieren konnte, deren Produkte für die Hemmung durch Licht während der Keimung verantwortlich sind, wurden mehrere vielversprechende lichtunempfindliche Mutantenlinien gefunden. Außerdem entdeckte ich auf Chromosom 5 eine für die zypriotische Akzession spezifische Region, in der sich sehr wahrscheinlich ein oder mehrere ursächliche Gene befinden könnten. Timing of seed germination is an absolutely critical stage for plants. This process is influenced by several habitat-specific external stimuli and internal adaptations to those stimuli. Research in the field of light responses during germination emanates mostly from Arabidopsis thaliana, where light is necessary to trigger germination, and several signalling pathways through different light receptors are known. In contrast, light strongly inhibits germination in another Brassicaceae, namely some ecotypes of Aethionema arabicum including one from Cyprus (CYP). There, the control of light inhibition is caused by hormone regulation of seed germination antipodal to that in A. thaliana. The molecular mechanisms underlying this situation contrasting that in the model plant are still unknown. Since Aethionema arabicum has multiple accessions with natural variation of the light-sensitive or light-neutral phenotypes, it provides a great opportunity to investigate the genetic basis of this ecologically important feature. In this thesis, I attempted to find the causative gene(s) for the light-sensitive phenotype in Aethionema arabicum CYP accession through bioinformatic methods, analyzing differences between the genome sequences of crossed hybrids and the recently updated A. arabicum genome sequence. Furthermore, I contributed to experiments to establish mutant lines in which the light-sensitive phenotype was converted into a light-insensitive one. While I could not yet identify specific genes, whose products would be responsible for the inhibition through light during germination, multiple promising light-insensitive mutant lines were found. Moreover, I discovered a region on chromosome 5, specific to the CYP accession, where very likely one or more causative gene(s) might be located. Abweichender Titel laut Übersetzung der Verfasserin/des Verfassers Masterarbeit Wien, FH Campus Wien 2022
- Published
- 2022