Gewebekultur. Vollst¤ndige Pflanzen oder .Gewebekultur. Vollst¤ndige Pflanzen oder Pflanzenorgane

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  • Gewebekultur. Vollstndige Pflanzen oder Pflanzenorgane wie Sprosse oder Wurzeln knnen auf einem knstlichen Medium, das Nhrstoffe und Hormone enthlt, aus isolierten Zellen oder Geweben gezogen werden.

  • Wildkraut, Kohlgewchse (Brasicacae) ca. 30 cm, 10.000 Pflanzen / m2

    6 Wochen: Samenreife Zwittrige Blten, Selbstbestubung, 30 bis 50

    Samen pro Blte, mehrere 1.000 pro Pflanze 5 Chromosomen (haploid) Genom = klein, wenig disperse repetitive DNA

  • Jahr 2000: Gesamtsequenz des Genoms

    125 Mb DNA, kodieren fr 25 000 Proteine; ca. 100 Mb proteincodierend; daher pro Protein durchschnittlich 4 kb

    250 Mbit = ca. 31,3 MB Information bzw. 25 MB fr Proteine; ca. 1 kB fr 1 Protein

  • Chemische Methode Basenspezifische Spaltung denaturierter

    Einzelstrang-DNA durch Chemikalien

    Polyacrylamid-Gel-Elektrophorese

    Enzymatische Methode Einbau in Bakteriophagen-Einzelstrang

    Hybridisierung mit einer synthetischen DNA

    Desoxynucleoside3P + DNA-Polymerase - Lsung

    Vernderte Nucleoside (Didesoxy), Synthese wird abgebrochen

    Gelelektrophorese

  • Zerschneiden mit Restriktionsenzymen

    Auftrennen durch Gelelektrophorese gem der Lnge der Fragmente (RFLP = Restriktionsfragmentlngen-Polymorphismus

    Frben

    bertragen vom Gel auf Zellulose

    Sonden

    Detektion

  • Entwicklung:

    Wachstum

    Differenzierung

    Morphogenese (Musterbildung)

    Wachstum Trockengewichtszunahme

    Frischgewichtszunahme

    Volumszunahme

    irreversibel

  • Wachstumsfaktoren (Vitamine etc.)

    Antimetabolite (p-Aminobenzoesure, Sulfonamid, Folsure..)

    Sind Wachstumsfaktoren hnlich

    Antibiotica (Penicillin, Streptomycin, Chloramphenicol, Tetracyclin....)

    Wachstumshemmer

  • Antimetabolite

  • Antibiotika

  • WachstumTeilungswachstumStreckungswachstum

    DifferenzierungVerschiedenwerden d. Zellen in Struktur

    und Funktion Morphogenese (Musterbildung)

    Rumliche Organisierung differenzierter Einheiten zu einem bergeordneten Ganzen.

  • Innere Faktoren

    Intrazellulre Regulation Regulation der Genexpression

    Regulation der Enzymaktivitt

    Interzellulre Regulation Phytohormone

    uere Faktoren

    Biotische

    Abiotische

  • Aktive Gene

    Reprimierte Gene

    Aktivierbare Gene

    Reprimierbare Gene

  • DNA-Microarrays

  • Die DNA-Chip-Technologie nutzt Techniken aus der Halbleiterfertigung, um bekannte Gene auf einem fingernagelgroen Plastik- oder Glasplttchen, dem Microarray, zu identifizieren und deren Aktivitt zu messen

  • 1. DNA-Bruchstcke auf Glasplatte2. Isolation von m-RNA3. Inverse Transskriptase cDNA, cDNA +

    Fluoreszenzfarbstoff4. cDNA + Fluoreszenzfarbstoff + Microarray5. Gepaarte DNA (ungepaarte wird

    abgewaschen)

  • Regulierung der Genexpression bei Prokaryonten

  • Hierarchie

    Regulatorgen

    Operatorgen

    Strukturgen

    Strukturgen + Operatorgen = Operon

  • hnliche Wirkung wie tierische Hormone Knnen auch am Bildungsort wirken Mengenverhltnis der Hormone

    Auxine Gibberelline Cytokinine Abscisinsure Ethylen Jasmonate

  • IAA Indol-3-yl-essiggsure (indole acetic acid)

  • Streckungswachstum Zellteilungen im Kambium Seitenwurzelbildungen (Stecklinge!) Zellteilungen in Gewebekulturen Apikale Dominanz Blatt- und Fruchtfall Parthenokarpie (Frucht ohne

    Gametenkopplung) Krmmung zum Licht

  • GA3; Gibbanskelett

    Mehr als 60 verschiedene sind bekannt

    Krankheit der verrckten Reiskeimlinge

    Gibberella fujikuroi = Fusarium moniliforme

  • Zellteilung und Zellstreckung

    Zellteilungen im Kambium

    Parthenokarpie

    Bltenbildung (Langtag-/Kltepflanzen; Nicht Holzpflanzen)

    Brechen der Winterruhe

    Apikaldominanz (Verstrkung)

    Brechen der Samenruhe

  • hnlich den Auxinen, aber:

    + Phloemdifferenzierung, Ruheknospen, Samenkeimung

    - Adventivwurzel

    Frderung mnnlicher Blten

    (IAA weibliche)

  • HN

    NN

    N

    NHR OH2C Kinetin

    H2COH

    C

    CH3

    CHH2CZeatin

  • Zellstreckung & Zellteilung

    Brechen der Keimruhe; statt Hellrot

    Brechen der apikale Dominanz (Gewebekulturen, Seitenknospen)

    Verzgerung der Seneszenz; Sink/Retention

  • Antagonist zu den Auxinen, Gibberellinen und Cytokininen

    Spaltffnungsschluss

    Stresshormon

    Dormanz

    Abscission

  • Gasfrmig!

    H2C = CH2

  • Fruchtreife

    Seneszenz

    Blatt- und Fruchtfall

    Manchmal: Blhinduktion

  • Das Tricolore-Modell

  • Parasiten: Schlieen sich direkt dem Stoffwechsel lebender Organismen an (ohne Vorteil fr den Wirt

    Fakultative Parasiten

    Obligate Parasiten

    Symbiose: Zeitweiliges oder dauerndes Zusammenleben artverschiedener Organismen; wechselseitiger Nutzen

  • Mistel: Nadel- und Laubbume; Frchte. weie Beeren (Vgel); Rindenwurzeln; Haustorien; Hemiparasit (grn)

    Kleeseide (Cuscuta); schdigt Wirt letal

  • Wurzelknllchen

    Flechten

    Mykorrhiza

    Ektomykorrhiza

    Endomykorrhiza

    Ekt-Endo-Mykorrhiza

  • Hhere Pflanze und Bakterien bzw. Aktinomyceten

    Knnen den N2 der Luft binden

    Haben Plasmide, die durch Wurzelabscheidungen aktiviert werden

    Knllchenbildung

  • Pilz (Mycobiont) und Alge bzw. Cyanobakterium (Photobiont)

    Sehr Enge Beziehung: ein gewissermaen neuer Organismus entsteht

    Mycobiont: Ernhrung und Stickstoff

    ? Nutzen fr Photobiont

  • Pilzwurzel

    Pilz und hhere Pflanze

    Ektomykorrhiza: Nadel- und Laubbume gemigter Breiten; interzellulres Eindringen der Pilzhyphen in die Rinde

    Endomykrrhiza: Pilze wachsen intrazellulr; Orchideen

    Ekt-Endo-Mykorrhiza: bergnge zwischen Ekto- und Endomykorrhiza