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Publikationen - Molekulare Signalverarbeitung

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Publikation

Wasternack, C.; Hause, B.; Blütenduft, Abwehr, Entwicklung: Jasmonsäure - ein universelles Pflanzenhormon Biologie in unserer Zeit 44, 164-171, (2014) DOI: 10.1002/biuz.201410535

Pflanzen müssen gegen vielfältige biotische und abiotische Umwelteinflusse eine Abwehr aufbauen. Aber gleichzeitig müssen sie wachsen und sich vermehren. Jasmonate sind neben anderen Hormonen ein zentrales Signal bei der Etablierung von Abwehrmechanismen, aber auch Signal von Entwicklungsprozessen wie Blüten‐ und Trichombildung, sowie der Hemmung von Wachstum. Biosynthese und essentielle Komponenten der Signaltransduktion von JA und seinem biologisch aktiven Konjugat JA‐Ile sind gut untersucht. Der Rezeptor ist ein Proteinkomplex, der “JA‐Ile‐Wahrnehmung” mit proteasomalem Abbau von Repressorproteinen verbindet. Dadurch können positiv agierende Transkriptionsfaktoren wirksam werden und vielfältige Genexpressionsänderungen auslösen. Dies betrifft die Bildung von Abwehrproteinen, Enzymen der JA‐Biosynthese und Sekundärstoffbildung, und Proteinen von Signalketten und Entwicklungsprozessen. Die Kenntnisse zur JA‐Ile‐Wirkung werden in Landwirtschaft und Biotechnologie genutzt.
Publikation

Delker, C.; Stenzel, I.; Hause, B.; Miersch, O.; Feussner, I.; Wasternack, C.; Jasmonate Biosynthesis in Arabidopsis thaliana - Enzymes, Products, Regulation Plant Biol. 8, 297-306, (2006) DOI: 10.1055/s-2006-923935

Among the plant hormones jasmonic acid and related derivatives are known to mediate stress responses and several developmental processes. Biosynthesis, regulation, and metabolism of jasmonic acid in Arabidopsis thaliana are reviewed, including properties of mutants of jasmonate biosynthesis. The individual signalling properties of several jasmonates are described.
Publikation

Bachmann, A.; Hause, B.; Maucher, H.; Garbe, E.; Vörös, K.; Weichert, H.; Wasternack, C.; Feussner, I.; Jasmonate-Induced Lipid Peroxidation in Barley Leaves Initiated by Distinct 13-LOX Forms of Chloroplasts Biol. Chem. 383, 1645-1657, (2002) DOI: 10.1515/BC.2002.185

In addition to a previously characterized 13-lipoxygenase of 100 kDa encoded by LOX2:Hv:1 [Vörös et al., Eur. J. Biochem. 251 (1998), 36 44], two fulllength cDNAs (LOX2:Hv:2, LOX2:Hv:3) were isolated from barley leaves (Hordeum vulgare cv. Salome) and characterized. Both of them encode 13-lipoxygenases with putative target sequences for chloroplast import. Immunogold labeling revealed preferential, if not exclusive, localization of lipoxygenase proteins in the stroma. The ultrastructure of the chloroplast was dramatically altered following methyl jasmonate treatment, indicated by a loss of thylakoid membranes, decreased number of stacks and appearance of numerous osmiophilic globuli. The three 13-lipoxygenases are differentially expressed during treatment with jasmonate, salicylate, glucose or sorbitol. Metabolite profiling of free linolenic acid and free linoleic acid, the substrates of lipoxygenases, in water floated or jasmonatetreated leaves revealed preferential accumulation of linolenic acid. Remarkable amounts of free 9- as well as 13-hydroperoxy linolenic acid were found. In addition, metabolites of these hydroperoxides, such as the hydroxy derivatives and the respective aldehydes, appeared following methyl jasmonate treatment. These findings were substantiated by metabolite profiling of isolated chloroplasts, and subfractions including the envelope, the stroma and the thylakoids, indicating a preferential occurrence of lipoxygenasederived products in the stroma and in the envelope. These data revealed jasmonateinduced activation of the hydroperoxide lyase and reductase branch within the lipoxygenase pathway and suggest differential activity of the three 13-lipoxygenases under different stress conditions.
Publikation

Wasternack, C.; Hause, B.; Stressabwehr und Entwicklung: Jasmonate — chemische Signale in Pflanzen Biologie in unserer Zeit 30, 312-320, (2000) DOI: 10.1002/1521-415X(200011)30:6<312::AID-BIUZ312>3.0.CO;2-8

Chemische Signale wurden bereits im 19.Jahrhundert als Regulatoren von Wachstum und Entwicklung der Pflanzen postuliert.In den letzten 70 Jahren wurde die Wirkungsweise der klassischen Pflanzenhormone wie der Auxine, Gibberelline, Cytokinine, Ethylen und Abscisinsäure aufgeklärt. Doch erst im letzten Jahrzehnt entdeckte man die Bedeutung der Brassinosteroide, der Peptidhormone und der Jasmonate.
Publikation

Hause, B.; Hertel, S. C.; Klaus, D.; Wasternack, C.; Cultivar-Specific Expression of the Jasmonate-Induced Protein of 23 kDa (JIP-23) Occurs in Hordeum vulgare L. by Jasmonates but not During Seed Germination Plant Biol. 1, 83-89, (1999) DOI: 10.1111/j.1438-8677.1999.tb00712.x

Treatment of barley leaf segments with jasmonic acid methyl ester (JM) leads to the accumulation of a set of newly formed abundant proteins. Among them, the most abun dant protein exhibits a molecular mass of 23 kDa (JIP‐23). Here, data are presented on the occurrence and expression of the lIP‐23 genes in different cultivars of Hordeum vulgare . Southern blot analysis of 80 cultivars revealed the occurrence of 2 to 4 genes coding for JIP‐23 in all cultivars. By means of Northern blot and immunoblot analysis it is shown that some cultivars lack the ex pression of jip‐23 upon treatment of primary leaves with JM as well as upon stress performed by incubation with 1 M sorbitol solution. During germination, however, all tested cultivars ex hibited developmental expression of jip‐23 . The results are dis cussed in terms of possible functions of JIP‐23 in barley.
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