Dokument: On the Role of CLE40 - A Peptide with Antagonistic Functions in Arabidopsis thaliana Shoot Meristem Development

Titel:	On the Role of CLE40 - A Peptide with Antagonistic Functions in Arabidopsis thaliana Shoot Meristem Development
URL für Lesezeichen:	https://docserv.uni-duesseldorf.de/servlets/DocumentServlet?id=39902
URN (NBN):	urn:nbn:de:hbz:061-20161020-150511-8
Kollektion:	Dissertationen
Sprache:	Englisch
Dokumententyp:	Wissenschaftliche Abschlussarbeiten » Dissertation
Medientyp:	Text
Autor:	Schmid, Julia [Autor]
Dateien:	[Dateien anzeigen] Adobe PDF [Details] 4,16 MB in einer Datei [ZIP-Datei erzeugen] Dateien vom 05.10.2016 / geändert 05.10.2016
Beitragende:	Prof. Dr. Simon, Rüdiger [Gutachter] Prof. Dr. Feldbrügge, Michael [Gutachter]
Dewey Dezimal-Klassifikation:	500 Naturwissenschaften und Mathematik » 570 Biowissenschaften; Biologie
Beschreibungen:	In this thesis, the function of the small secreted peptide CLE40 in the shoot of Arabidopsis thaliana is characterized. CLE40 is expressed in the L1 and the L3 of the inflorescence meristem and the floral meristem. In the L1 of the inflorescence meristem, its expression strength changes during organ development. At positions of organ initiation, CLE40 expression is absent or less strong than before organ initiation, but increases in later stages of flower development. The underlying mechanism driving these changes is not known, but this pattern resembles an inverse auxin signalling pattern, thus CLE40 might be a target of auxin signalling. The expression domain of CLE40 largely overlaps with those of the CLV pathway receptors CLV1, CLV2, and CRN, and it partially overlaps with that of ACR4 in the L1 of the shoot. CLV1 and CLV2 expression decreases at positions of organ initiation, similar to the changes in CLE40 expression, indicating that CLE40, CLV1, and CLV2 might be subjects of the same control mechanism or the similarities observed in their expression pattern might be due to a mutual regulation among them. Finding that the CLV receptors have much broader expression patterns than the target WUS, leads to the conclusion that they might be involved in more signalling processes in the shoot than only the CLV pathway. However, CLE40 function in the shoot is not depending on CLV1, neither does it depend on CLV2. CLE40 is a positive regulator of meristem size in the vegetative SAM and in the floral meristem, controlling the number of meristematic cells. CLE40 promotes floral meristem size by suppressing the function of the negative meristem regulator BAM1. Besides this, it functions upstream of ACR4 that also regulates floral meristem size independently of CLV1 and CLV2. It is possible that CLE40 functions via ACR4 on BAM1, but it could also function via two separate pathways including one or the other RLK. It is not clear, if the meristem size promoting function of CLE40 is restricted to the L1 or the L3, or if it originates in both layers. Under heat stress, the promotive function of CLE40 shifts towards a restrictive function, probably via the CLV pathway. These two opposing functions of CLE40 might originate in different layers. The location of the putative CLE40 receptor ACR4 in the L1 and the expression of the CLV target WUS in the L3 point towards localization of the promotive pathway in the L1 and the restrictive pathway in the L3. The possibility to shift the balance of these two pathways towards each other represents a level of regulation of meristem maintenance and organogenesis that enables a plant to quickly respond to changing environmental influences. Diese Arbeit befasst sich mit der Funktion des Signalpeptides CLE40 im Spross von Arabidopsis thaliana. CLE40 ist in der L1 und der L3 des Infloreszenz- und Blütenmeristems exprimiert. In der L1 des Infloreszenzmeristems variiert die Expressionsstärke während der Organogenese. In Primordien ist sie relativ gering verglichen mit der Expressionsstärke im Meristem, steigt aber in späteren Stadien der Blütenentwicklung. Der zugrundeliegende Kontrollmechanismus dieser Variabilität ist unbekannt, aber die Ähnlichkeit dieses Musters zum inversen Auxinmuster deutet auf eine Kontrolle von CLE40 durch Auxin hin. Die Expressionsdomäne von CLE40 überlappt größtenteils mit denen von CLV1, CLV2 und CRN, den Rezeptoren des CLV Signalweges. Teilweise überlappt sie mit der Expressionsdomäne von ACR4 in der L1 des Sprosses. CLV1 und CLV2 zeigen das gleiche L1 spezifische Expressionsmuster wie CLE40, was auf eine mögliche Regulation durch denselben Kontrollmechanismus oder eine gegenseitige Regulation hindeuten könnte. Das im Vergleich zu WUS relativ breite Expressionsmuster der Rezeptoren des CLV-Signalweges lässt vermuten, dass diese im Spross an weiteren Signalprozessen neben dem CLV-Signalweg beteiligt sein könnten. Allerdings ist die Funktion von CLE40 im Spross unabhängig von CLV1 und CLV2. CLE40 fördert Meristemgröße im SAM und im Blütenmeristem, durch die Kontrolle der Zellzahl. Es fördert die Größe des Blütenmeristems durch die Suppression der negativen Wirkung von BAM1. CLE40 ist in seiner Funktion der Funktion von ACR4 vorgeschaltet, das ebenfalls die Größe des Blütenmeristems unabhängig von CLV1 und CLV2 fördert. Möglicherweise hemmt CLE40 über ACR4 die Funktion von BAM1. Es könnte aber auch über zwei unabhängige Signalwege über ACR4 oder BAM1 wirken. Unklar ist ob die positive Wirkung von CLE40 aus der L1, der L3 oder aus beiden Lagen stammt. Unter Hitzestress wird die positive Wirkung von CLE40 auf das Meristem zugunsten einer negativen Wirkung, wahrscheinlich über die Rezeptoren des CLV Signalweges, verschoben. Diese antagonistischen Funktionen von CLE40 könnten in verschiedenen Lagen ihren Ursprung finden. Die Lokalisation des putativen CLE40 Rezeptors ACR4 in der L1 und die Expression des CLV Zielgenes WUS in der L3 deuten darauf hin, dass der positiv wirkende Signalweg in der L1 und der negativ wirkende Signalweg in der L3 lokalisiert sein könnten. Die Möglichkeit die Ausprägung beider Signalwege zugunsten des einen oder anderen zu verschieben weist eine Ebene der Regulation des Gleichgewichts von Meristemerhalt und Organogenese auf, die es Pflanzen ermöglicht, schnell auf sich verändernde Umweltbedingungen zu reagieren.
Lizenz:	Urheberrechtsschutz
Fachbereich / Einrichtung:	Mathematisch- Naturwissenschaftliche Fakultät » WE Biologie » Genetik
Dokument erstellt am:	20.10.2016
Dateien geändert am:	20.10.2016
Promotionsantrag am:	07.05.2015
Datum der Promotion:	28.05.2016