Proteine im Phloem

Inhaltsverzeichnis

2 Zusammenfassung

3 Einleitung

3.1 Pflanzliche Abwehrmechanismen

3.1.1 Elicitoren

3.1.2 Microbe-associated-molecular-patterns (MAMPs)

3.2 Das Phloem

3.2.1 Nährstofftransport im Phloem

3.3 Verschluss der Siebelemente

3.3.1 P-Proteine in den Siebelementen

3.3.2 Proteine in Cucurbita maxima (PP1 und PP2)

3.3.3 Forisome in Vicia faba

3.3.4 Verschluss der Siebelemente durch Callose

4 Ziel der Arbeit

5 Material

5.1 Pflanzenmaterial

5.2 Lösungen

5.2.1 Puffer

5.2.2 Farbstoffe

5.2.3 Verbrauchsstoffe

5.2.4 Microbe-associated-molecular-patterns (MAMPs)

5.3 SDS-Page (SDS-Polyacrylamidgelelektrophorese)

5.4 Geräte

5.4.1 Mikroskopie

5.4.2 Software

5.5 Verbrauchsmittel

6 Methoden

6.1 Beobachtung im intakten Gewebe (in-vivo-Technik)

6.1.1 Aufbereitung der intakten Versuchspflanzen

6.1.1.1 Forisomreaktion durch einen Brennreiz

6.1.1.2 Forisomreaktion durch MAMPs

6.1.1.3 Färbung des Phloems

6.2 Probenentnahme von Cucurbita maxima

6.2.1 Eindimensionale SDS-Page

7 Ergebnisse

7.1 Beobachtung des intakten Phloems

7.1.1 Forisomreaktion nach flg22-Applikation

7.1.1.1 Untersuchung der Lage im Siebelement in Vicia faba

7.1.1.2 Fluoreszenzmikroskopie (CFDA)

7.1.2 Forisomreaktion auf Chitin (N-acetylchitooctaose)

7.1.2.1 Position und Lage der Forisome bei glc8-Applikation

7.2 Eindimensionale SDS-Page mit Phloemsaft

8 Diskussion

Zielsetzung & Themen

Die Arbeit untersucht die pflanzlichen Abwehrmechanismen im Phloem-Leitsystem durch proteinvermittelte Verschlussmechanismen nach der Applikation mikrobieller Elicitoren (MAMPs). Dabei wird die Forschungsfrage adressiert, ob Proteine wie Forisome in Vicia faba sowie PP1 und PP2 in Cucurbita maxima spezifische, induzierbare Reaktionen zeigen, die einen reversiblen Verschluss der Siebelemente ermöglichen und damit zur pflanzlichen Immunantwort (PTI) beitragen.

• Analyse der proteinvermittelten Siebelement-Okklusion (SEO)
• Physiologische Veränderungen der Forisome nach Reizapplikation
• Untersuchung von MAMP-Reaktionen (flg22 und Chitin) im Phloem
• Quantitative Untersuchung der Proteinkonzentrationen in Cucurbita maxima

Auszug aus dem Buch

Zusammenfassung der Kapitel

Zusammenfassung: Bietet einen Überblick über die pflanzliche Anpassung an Mikroorganismen und fasst die zentralen experimentellen Ziele sowie die gewonnenen Erkenntnisse zur proteinvermittelten Abwehr zusammen.

Einleitung: Beschreibt die grundlegende Bedeutung von Pflanzen, deren Abwehrmechanismen gegen Pathogene sowie die spezialisierte Funktion des Phloems als Transport- und Kommunikationsmedium.

Ziel der Arbeit: Definiert den Schwerpunkt der Untersuchung auf die physiologischen Veränderungen der Forisome und die Reaktion von Phloem-Proteinen auf biotische Reize.

Material: Listet das verwendete Pflanzenmaterial, die chemischen Lösungen, die Methodik der Proteintrennung sowie die eingesetzten Laborgeräte und Software detailliert auf.

Methoden: Erläutert die in-vivo-Beobachtungstechniken zur Analyse von Forisomen sowie die Durchführung der Probenentnahme und der SDS-Page zur Proteinanalyse.

Ergebnisse: Präsentiert die Beobachtungen der Forisomreaktionen nach Applikation von Flagellin und Chitin sowie die quantitativen Daten zur Proteinveränderung in Cucurbita maxima.

Diskussion: Analysiert die Versuchsergebnisse im Kontext der pflanzlichen Immunantwort und diskutiert die biologischen Mechanismen des reversiblen Siebelementverschlusses.

Schlüsselwörter

Phloem, Forisome, Siebelementverschluss, Vicia faba, Cucurbita maxima, MAMPs, Flagellin, Chitin, Protein-Aggregation, Pattern-Triggered-Immunity, Ca2+-Hotspots, Massenstrom, P-Proteine, Immunantwort, Signalübertragung

Häufig gestellte Fragen

Worum geht es in dieser Bachelor-Thesis grundlegend?

Die Arbeit befasst sich mit der pflanzlichen Abwehr auf zellulärer Ebene, speziell mit dem Schutzmechanismus des reversiblen Verschlusses von Siebelementen (Sieve Element Occlusion) im Phloem nach dem Kontakt mit pathogenen Reizen.

Welche zentralen Themenfelder werden bearbeitet?

Die zentralen Themen umfassen die Physiologie von Forisomen in Vicia faba, die Rolle von P-Proteinen (PP1/PP2) in Cucurbita maxima sowie die Reaktion des pflanzlichen Leitsystems auf mikrobielle Elicitoren.

Was ist das primäre Ziel oder die Forschungsfrage der Arbeit?

Ziel ist es zu belegen, dass die Pflanze durch proteinvermittelte Prozesse den Massenstrom bei pathogener Bedrohung unterbricht und somit eine Form der Pattern-Triggered-Immunity (PTI) im Phloem aktiv ausübt.

Welche wissenschaftlichen Methoden kommen zum Einsatz?

Es werden in-vivo-Mikroskopietechniken mittels Konfokal-Laser-Scanner-Mikroskopie (KLSM) für die Forisom-Beobachtung sowie die eindimensionale SDS-Polyacrylamidgelelektrophorese (SDS-Page) zur Analyse der Proteinkonzentrationen verwendet.

Was wird im Hauptteil der Arbeit behandelt?

Der Hauptteil gliedert sich in die methodische Präparation der Versuchspflanzen, die Beobachtung der Forisomdispersion durch Reizapplikation sowie die quantitative Auswertung der Proteinänderungen in Cucurbita maxima nach Infiltration mit flg22.

Welche Schlüsselbegriffe charakterisieren diese Arbeit?

Die Arbeit wird durch Begriffe wie Forisome, Phloem, MAMPs, Siebelementverschluss, Flagellin und proteinvermittelte Abwehrreaktion maßgeblich charakterisiert.

Welche Bedeutung haben die Forisome in dieser Arbeit?

Forisome fungieren als spezialisierte, ATP-unabhängige P-Proteine, die bei einem bakteriellen Reiz ihre Konformation ändern, dispergieren und somit mechanisch die Siebplatten verstopfen.

Wie reagieren die Phloem-Proteine PP1 und PP2?

Die Forschung zeigt, dass diese Proteine nach dem Kontakt mit Flagellin agglutinieren, was zu einer Reduzierung der löslichen Proteinkonzentration im Phloemsaft führt und somit ebenfalls zum Verschluss der Siebelemente beiträgt.

Konnte eine Reaktion auf Chitin nachgewiesen werden?

In den durchgeführten Versuchsreihen mit den gewählten Konzentrationen von Chitin (glc8) konnten keine signifikanten Reaktionen oder Dispersionen der Forisome in Vicia faba beobachtet werden.

Was ist die Schlussfolgerung bezüglich des pflanzlichen Abwehrsystems?

Die Ergebnisse stützen die Hypothese, dass der proteinvermittelte Siebelementverschluss ein integraler, reversibler und aktiver Bestandteil der pflanzlichen Immunantwort gegenüber biotischen Reizen ist.