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Daylength is one of several parameters controlling flowering time in many plant species. The day length is perceived in leaves, but how the floral signal is transduced to the shoot apex via the phloem to induce flowering remains to be elucidated. This study aimed at the identification of new candidates involved in the induction of flowering by employing three plant species, Arabidopsis thaliana, Sinapis alba and Brassica napus in combination with transcript profiling by Affymetrix chip hybridization, metabolite profiling by gas chromatography – mass spectrometry and targeted protein analysis using antibodies. All analyses were performed on tissue-specific samples and focused on phloem sap or phloem exudates. To find common transcript and metabolite candidates potentially associated with the floral transition, two independent induction systems in Arabidopsis were used: a photoextension system, whereby plants received fourteen additional hours of light, and a parallel dexamethasone-inducible system, which was centered on the induction of the known flowering gene CONSTANS (CO). Identification of signals preceding the CO cascade was possible using the light extension regime, while downstream events dependent on CO activation were compared in both systems. Altogether, a number of interesting transcript and metabolite candidates were identified in both systems with some degree of overlap. Sinapis alba was used to investigate the universality of the floral signals between species. Comparisons of metabolite data revealed a few common candidates that may prove interesting for further studies. In addition, a targeted approach was carried out to investigate the presence of the Flowering Locus T (FT) protein during different stages of flower development using an antibody. Interesting changes in the sizes of antigens from rape phloem were seen and appeared consistent in Arabidopsis and to a lesser extent in Sinapis. Overall, the broad surveying approaches for transcripts and metabolites used in this study revealed several new potential candidates involved in the induction and/or regulation of flowering. As far as the protein work, additional experiments will reveal the link between FT and floral induction as well as its role in maintaining the floral state using the abovementioned plant species. Die Tageslänge ist in vielen Pflanzenarten einer der Parameter, welche die Blütenbildung kontrollieren. Die Tageslänge wird in Blättern gemessen, aber wie das blühinduzierende Signal über das Phloem in den Apex übertragen wird ist bisher nicht aufgeklärt. Die vorliegende Arbeit hatte das Ziel neue Kandidaten zu identifizieren, die an der Blühinduktion beteiligt sind. Dazu wurden die drei Pflanzenarten Arabidopsis thaliana, Sinapis alba und Brassica napus auf der Ebene von Transkripten durch Affymetrix Chip Hybridisierungen, Metaboliten durch Gaschromatographie-Massenspektrometrie und ausgesuchten Proteinen durch Antikörper analysiert. Alle Untersuchungen wurden an gewebespezifischen Proben vorgenommen und waren auf Phloemsaft bzw. Phloemexsudate fokussiert. Um gemeinsame Transkript- und Metabolitkandidaten zu ermitteln, welche mit der Blühinduktion in Zusammenhang stehen, wurden zwei unabhängige Induktionssysteme in Arabidopsis verwendet: Ein Photoextensions-System, in dem die Pflanzen vierzehn zusätzlichen Stunden Licht ausgesetzt wurden und ein paralleles Dexamethason-induzierbares System, das die gezielte Aktivierung des bekannten blühinduzierenden Gens CONSTANS (CO) ermöglicht. Die Identifikation von CO-vorgelagerten Signalen war in dem Photoextensions-System möglich, während der CO-Aktivierung nachgelagerte Ereignisse in beiden Systemen verglichen werden konnten. Zusammengenommen konnten mit beiden Systemen eine Reihe von interessanten Transkript- und Metabolitkandidaten ermittelt werden, welche auch teilweise überlappten. Anschließend wurde Sinapis alba verwendet, um die Universalität der blühinduzierenden Signale in verschiedenen Pflanzenarten zu untersuchen. Vergleiche der Metabolitendaten ergaben ein paar gemeinsame Kandidaten, welche für weitergehende Untersuchungen interessant sein könnten. Zusätzlich wurden mittels Antikörpern gezielte Untersuchungen bezüglich der Präsenz des Flowering Locus T (FT) Proteins während verschiedener Stadien der Blütenentwicklung durchgeführt. Diese Untersuchungen zeigten interessante Änderungen der Größe des Antigens in Raps Phloemsaft, welche auch in Arabidopsis und in geringerem Maße in Sinapis sichtbar waren. Zusammengefasst resultierten die umfassenden Transkript- und Metabolitenmessungen, die in dieser Arbeit verwendet wurden, in einer Reihe von neuen möglichen Kandidaten, welche an der Induktion und/oder Regulation der Blütenbildung beteiligt sein könnten. Bezüglich des Proteins FT sind zusätzliche Experimente notwendig, um seine Rolle bei der Blühinduktion bzw. bei der Aufrechterhaltung des blühenden Zustandes aufzudecken. |
