1.4 D ISKUSSION
1.4.4 Charakteristika der überlebenden Linien
Von 21 der Linien, welche die Suizidbedingungen überlebten, wurde die Induzierbarkeit des as-1-Elements mittels Transkriptionsanalysen untersucht (Kapitel 1.3.3.19). Dabei zeigte sich bei zwölf dieser Linien eine verringerte Induzierbarkeit des as-1-Elements. Bei diesen Linien war die Verringerung des Induktionsfaktors an beiden Reportergenen — Deacetylase und β-Glucuronidase — nachzuweisen. Diese Linien können als gute Kandidaten für Signal-transduktionsmutanten angesehen werden. Da diese Ergebnisse nur ein Mal gewonnen worden sind, bleibt eine Bestätigung durch Wiederholungen abzuwarten.
Die Untersuchung der Transkription weiterer salizylsäureabhängig exprimierter Gene, ebenfalls nur ein Mal durchgeführt, gab weitere Hinweise darauf, daß es sich bei den zwölf Kandidaten tatsächlich um Signaltransduktionsmutanten handelt. In drei der Linien — ana10, ana16 und ana 40 — ist der Induktionsfaktor von GST6 von etwa 4,3 beim Wildtyp auf unter 2 signifikant reduziert. In sechs der zwölf Kandidaten, nämlich den Linien ana16, ana38, ana40, ana41, ana42 und ana46, war darüber hinaus der Induktionsfaktor von PR-1 auf die Hälfte des Wildtypfaktors reduziert, in den Linien ana16 und ana46 sogar vollkommen auf-gehoben. In den Linien ana16, ana38, ana41 und ana46 ist dabei die Reduktion des Indukti-onsfaktors auf eine höhere Grundaktivität des PR-1-Promotors zurückzuführen. In den Linien ana40 und ana42 ist hingegen die Expression im induzierten Zustand verringert.
Anhand der unterschiedlichen Beeinflussung der frühen und späten Abwehrgene las-sen sich die ana-Mutanten in Klaslas-sen gliedern:
In die erste Klasse fallen demnach die Mutanten ana40 und ana42. Sie zeichnen sich durch die reduzierte Expression der as-1-gesteuerten Gene und von PR-1-aus. Bei ana40 und ana42 handelt es sich wahrscheinlich um Gene, deren Produkte die Expression von PR-1 und den frühen Abwehrgenen positiv beeinflussen.
Teil 1: Diskussion 97
Die zweite Klasse wird von den Mutanten ana16, ana38, ana41 und ana46 gebildet.
Bei diesen Mutanten ist die Induzierbarkeit des as-1-Elements verringert, die Expression von PR-1 jedoch bereits im uninduzierten Zustand erhöht. So kann vermutet werden, daß es sich bei ana16, ana38, ana41 und ana46 um Gene handelt, deren Produkte die von Salizylsäure ausgehende Signaltransduktion zu den frühen Abwehrgenen positiv beeinflussen und an der Repression des PR-1-Promotors im uninduzierten Zustand beteiligt sind. Da die Deregulie-rung von PR-1 in den Mutanten ana38 und ana41 nicht sehr deutlich ist, sollte hierbei eine Bestätigung durch eine Wiederholung des Induktionsversuchs aus Kapitel 1.3.3.19 abgewar-tet werden.
Die dritte Klasse wird von Mutanten gebildet, deren Gene allein in der Signaltransduk-tion zum as-1-Element zu stehen und den PR-1-Promotor nicht zu beeinflussen scheinen. In diese Klasse fallen die Mutanten ana10, ana19 und ana54.
ana16, ana38, ana40, ana41, ana42 und ana46 könnten daher für Komponenten einer gemeinsamen Signaltransduktionskette codieren, die von Salizylsäure ausgeht und sich spä-ter in zwei Zweige trennt. Einer dieser Zweige hängt von ana40, ana42 und ana54 ab und reguliert die frühen Abwehrgene über die TGA-Faktoren und das as-1-Element. Der andere Zweig reguliert die späten Abwehrgene mit PR-1 als Modellgen und beinhaltet NPR1 und SNI1 sowie die TGA-Faktoren.
Alternativ könnten eines oder mehrere der Genprodukte von ana16, ana36, ana40, ana41 ana42, oder ana46 unterhalb der Verzweigung wirken und ähnlich wie die TGA-Faktoren Funktionen verschiedener Art in den beiden Signaltransduktionszweigen ausüben.
Basierend auf diesen Daten kann das in dargestellte Modell für die Relationen der ana-Mutanten untereinander und bezüglich Salizylsäure, frühen Abwehrgenen und spä-ten Abwehrgenen begründet aufgestellt werden.
Abbildung 48
Teil 1: Diskussion 98
Salizylsäure
NPR1 TGA-Faktoren
as-1
TGA-Faktoren
as-1 SNI1
ANA41?
ANA38?
ANA16 ANA46 ANA40 ANA42
PR-1 frühe Abwehrgene
ANA54 ANA10 ANA19
Abbildung 48: Relation von ana-Mutanten, Salizylsäure, PR-1 und den frühen Abwehrgenen
Bei einem Infektionsversuch mit pathogenen Pseudomonas-Stämmen fielen zwei Lini-en auf, die bereits ein abweichLini-endes InduktionsverhaltLini-en des as-1-ElemLini-ents zeigtLini-en: ana38 und ana41. Bei der Linie ana38 traten HR-Läsionen schneller auf und bei der Linie ana41 war die Ausprägung der Läsionen deutlich geringer als bei den Kontrollpflanzen. Vorbehalt-lich der Bestätigung durch Wiederholungen weisen diese beiden Linien Defekte in der pa-thogeninduzierten Signaltransduktion auf, die an der Ausprägung der Symptome der hyper-sensitiven Antwort sichtbar werden.
Bemerkenswert ist die Tatsache, daß keine Mutanten gefunden wurden, bei denen die Aktivität des as-1-Elements völlig ausgefallen war.
Einerseits gibt es Indizien, die darauf hindeuten, daß eine Inaktivierung des as-1-Elements letal ist. Einige der Pflanzen, welche die Selektion überlebt hatten, bildeten nur wenige Samen, die nicht keimfähig waren. Die meisten dieser Linien waren in der folgenden Generation daher bereits ausgestorben. Eine dieser Linien, ana20, konnte weiter propagiert werden, da stets wenige ihrer Samen keimten. Wegen der geringen Größe der Pflanzen und der wenigen Individuen, die bisher angezogen werden konnten, wurde bislang keine einge-hende Charakterisierung der Linie ana20 vorgenommen. Die geringe Größe und die vermin-derte Fruchtbarkeit stimmen jedoch mit dem Phänotyp überein, der in TGA2.2-Antisense-Pflanzen auftritt (S. Krawczyk, persönliche Mitteilung). Auffällig ist weiter, daß sowohl bei dem genannten Antisense-Ansatz als auch beim Einsatz mutierter Formen von TGA-Faktoren der Klasse II, welche die endogenen funktionellen TGA-TGA-Faktoren an der DNA-Bindung hindern, keine Pflanzen erzeugt werden konnten, bei denen die Repression voll-kommen war (R. Niggeweg, S. Krawczyk, persönliche Mitteilungen; siehe auch Kapitel
Teil 1: Diskussion 99
1.1.3.2). Auch dies deutet auf eine entscheidende Funktion des as-1-Elements bei der Ent-wicklung der Pflanzen hin.
Andererseits konnten durchaus Mutanten erzeugt werden, die keine as-1-Aktivität mehr in den Wurzeln von Keimlingen in der ersten Woche aufweisen (J. Arias, persönliche Mittei-lung). Allerdings wurde zur Erzeugung dieser Mutanten lediglich ein einzelnes as-1-Element zur Steuerung der β-Glucuronidase verwandt, und es liegen nur Färbeergebnisse sehr jun-ger Keimlinge vor. Es ist durchaus möglich, daß diese Pflanzen noch eine Restaktivität des as-1-Elements aufweisen, die mit einem stärkeren Promotor wie dem 5×as-1-Promotor oder in späteren Entwicklungsstadien sichtbar würde.