Sophie Haupt

Transfer phloemmobiler Substanzen von Wirtspflanzen zum Parasiten Cuscuta reflexa

Dissertation zur Erlangung des akademischen Grades doctor rerum naturalium (Dr. rer. nat.) vorgelegt an der Mathematisch-Naturwissenschaftlich-Technischen Fakultät der Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg
verteidigt am 12.09.2001

Abstract
Es wurde der Transport von phloemmobilen Substanzen aus kompatiblen Wirtspflanzen in den Parasiten Cuscuta reflexa untersucht und auf der Grundlage der Ergebnisse ein Modell für ihren Transfer entwickelt.
Mit Cuscuta reflexa parasitierte isolierte Blätter von Pelargonium zonale wurden zur Charakterisierung der source-sink Beziehungen und Untersuchung der Verteilungsverhältnisse von Assimilaten und xenobiotischen Substanzen während der Etablierung und Funktionalität des Phloemkontaktes verwendet. Die Untersuchungen zum Transfer phloemmobilen Fluoreszenzfarbstoffe [5,6 Carboxyfluoreszein (CF) und 8-Hydroxypyren-1,3,6-Trisulfonsäure (HPTS)] sowie des GFP-expremierenden Kartoffel Virus X erfolgten im Wirt-Parasit-System Nicotiana benthamiana-Cuscuta reflexa. Für Experimente zur Translokation des green fluorescent protein (GFP) standen uns Pflanzen von Nicotiana tabacum cv. Sumsai als Wirt zur Verfügung, die GFP in ihren Geleitzellen unter der Kontrolle des AtSUC 2 Promotors expremieren.
Die Ergebnisse der Untersuchungen zur Translokation von kleinmolekularen biotischen und abiotischen Substanzen, Fluoreszenzfarbstoffen, von Viren und von GFP sprechen eindeutig dafür, daß es sich bei dem funktionellen Phloemkontakt zwischen Cuscuta reflexa und ihren Wirten um eine symplastische Verbindung handelt.

Transport of phloemmobile substances from compatible host plants into the parasite Cusucta reflexa was investigated and based on our results, a model was developed.
Leaves from Pelargonium zonale parasitised with Cuscuta reflexa were used to characterise source-sink relations and partitioning of assimilates and xenibiotic substances during the development of phloem contact between host and parasite.
For translocation of phloemmobile fluorescent dyes [5,6 carboxyfluorescein and 8-hydroxypyren-1,3,6-trisulforic acid] and potato virus X expressing GFP host-parasit-systems Nicotiana benthamiana-Cuscuta reflexa were used. For translocation of green fluorescent protein (GFP) we used transgenic Nicotiana tabacum cv. Sumsai as a host, expressing GFP under the control of AtSUC 2 promotor from Arabidopsis thaliana.
The results of the translocation experiments with biotic and abiotic phloemmobile substances, fluorescent dyes, viruses and GFP indicate, that compatible host plants and Cusucta reflexa develop a symplastic phloem connection.

Keywords:
apoplastisch, Cuscuta, Fluoreszenzfarbstoffe, GFP, Invertase, Phloementladung, sink, source, symplastisch

apoplastic, Cuscuta, fluorscent dyes, GFP, invertase, phloemunloading, sink, source, symplastic

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Inhaltsverzeichnis
Abkürzungen, Inhaltsverzeichnis (II-V)
1 Einleitung und Problemstellung (1-9)
2 Material und Methoden (10-31)
3 Ergebnisse (32-78)
4 Tabellenverzeichnis (79-85)
5 Diskussion (86-107)
6 Zusammenfassung (108-109)
7 Literatur (110-121)