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Der Vorgang bei welchem Angiospermen von vegetativem Wachstum zur Bildung von Blüten übergehen wird als Übergang zur Blüte („floral transition“) bezeichnet. Dieser entwicklungsbiologische Vorgang ist von großer Bedeutung und wird streng durch ein genetisches Netzwerk reguliert, wobei einige Komponenten des Netzwerkes auf Umweltfaktoren reagieren. Arabidopsis thaliana blüht früher unter Langtagbedingungen (LD) des Frühlings als unter den Kurztagbedingungen (SD) des Winters. Die Tageslänge oder Photoperiode ist einer der wichtigsten Umweltfaktoren welcher die Blühantwort beeinflusst. Die Photoperiode wird über die Blätter wahrgenommen während der Übergang zur Blüte im apikalen Sprossmeristem (SAM) stattfindet. Unter Langtagbedingungen wird eine genetische Kaskade im Leitgewebe des Blattes angestoßen, woraufhin ein Schlüsseltranskriptionsregulator mit dem Namen CONSTANS das Gen mit dem Namen FLOWERING LOCUS T (FT) und sein Homolog TWIN SISTER OF FT (TSF) aktiviert. Das FT Protein wird daraufhin durch das Phloem transportiert und erreicht schlussendlich das SAM wo es den Übergang zur Blüte auslöst. Durch Bildung eines Komplexes mit FD, einem bZIP Transkriptionsfaktor, aktiviert FT Zielgene wie SUPPRESSOR OF OVEREXPRESSION OF CO (SOC1), FRUITFULL (FUL) und später APETALA1 (AP1), welche für MADS-Box Transkriptionsfaktoren codieren. Der Übergang zur Blüte erfordert jedoch im SAM eine dramatische Neuprogrammierung der Transkriptionsvorgänge. Ein vollständiges Bild der Genexpression welche spezifisch im SAM stattfindet fehlt bislang. Daher wurden im ersten Teil dieser Arbeit apikale Sprossmeristeme durch Lasersezierung aus Pflanzen ausgeschnitten, welche von SD nach LD überführt worden waren. RNA, welche aus den Meristemen isoliert worden war, wurde in cDNA umgeschrieben und die Genexpression durch Next-Generation Sequencing durch RNA-seq quantifiziert. Die Gene wurden nach gesteigerter oder verringerter Expression sortiert, wobei ein besonderes Augenmerk auf neue Gene gelegt wurde deren Expression ähnlich der von SOC1 und FUL gesteigert wurde. Ein Teil dieser Gene wurde über in situ Hybridisierung in Wildtyp-Apizes getestet um ihre Aktivierung im SAM zu bestätigen und ihr räumliches Expressionsmuster aufzuklären. Für mehrere neue Gene konnte die Induktion durch Transfer der Pflanzen in LD bestätigt werden; auch zeigten sie spezifische räumliche Expressionsmuster in zahlreichen Regionen des apikalen Sprossmeristems. Es wurden auch Apizes von ft tsf Doppelmutanten hybridisiert um aufzudecken ob die neuen Gene an der von der Photoperiode abhängige Kaskade folgend auf FT/TSF beteiligt sind. Während viele Gene ähnlich wie SOC1 nur in Anwesenheit von FT/TSF induziert wurden, fanden sich erstaunlicherweise auch Gene welche auch in ft tsf Doppelmutanten noch auf die Photoperiode reagierten. Dies legt nahe, dass zusätzliche unbekannte Signale eine Rolle in der Antwort auf eine induzierende Tageslänge unabhängig von FT und TSF spielen. In der vorliegenden Arbeit werden auch weitere Untersuchungen neuer Gene beschrieben. Im zweiten Teil der vorliegenden Arbeit wurden genetische Ansätze verwendet um die Funktion von SHORT VEGETATIVE PHASE (SVP), einem Blührepressor aus der MADS-Box Familie, zu untersuchen. Hierbei wurden neue Interaktionen mit die Blüte fördernden Genen und spezifische Rollen des SVP Gens in Blättern und Meristem aufgedeckt. |
