Publikationen - Molekulare Signalverarbeitung
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Ryan, P. T.; Ó’Maoiléidigh, D. S.; Drost, H.-G.; Kwaśniewska, K.; Gabel, A.; Grosse, I.; Graciet, E.; Quint, M.; Wellmer, F.; Patterns of gene expression during Arabidopsis flower development from the time of initiation to maturation BMC Genomics 16, 488, (2015) DOI: 10.1186/s12864-015-1699-6
BackgroundThe formation of flowers is one of the main model systems to elucidate the molecular mechanisms that control developmental processes in plants. Although several studies have explored gene expression during flower development in the model plant Arabidopsis thaliana on a genome-wide scale, a continuous series of expression data from the earliest floral stages until maturation has been lacking. Here, we used a floral induction system to close this information gap and to generate a reference dataset for stage-specific gene expression during flower formation.ResultsUsing a floral induction system, we collected floral buds at 14 different stages from the time of initiation until maturation. Using whole-genome microarray analysis, we identified 7,405 genes that exhibit rapid expression changes during flower development. These genes comprise many known floral regulators and we found that the expression profiles for these regulators match their known expression patterns, thus validating the dataset. We analyzed groups of co-expressed genes for over-represented cellular and developmental functions through Gene Ontology analysis and found that they could be assigned specific patterns of activities, which are in agreement with the progression of flower development. Furthermore, by mapping binding sites of floral organ identity factors onto our dataset, we were able to identify gene groups that are likely predominantly under control of these transcriptional regulators. We further found that the distribution of paralogs among groups of co-expressed genes varies considerably, with genes expressed predominantly at early and intermediate stages of flower development showing the highest proportion of such genes.ConclusionsOur results highlight and describe the dynamic expression changes undergone by a large number of genes during flower development. They further provide a comprehensive reference dataset for temporal gene expression during flower formation and we demonstrate that it can be used to integrate data from other genomics approaches such as genome-wide localization studies of transcription factor binding sites.
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.
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.