Arabidopsis thaliana - OPUS - Universität Würzburg

Mehrere Hinweise liessen vermuten, dass die gesuchten Lipasen im Chloroplasten
lokalisiert sein müssen. Erstens sind die Enzyme 13-LOX, AOS sowie AOC alle im
Chloroplasten lokalisiert (Delker et al. 2006, Laudert and Weiler 1998, Laudert et al.
2000, Laudert et al. 1996, Mosblech et al. 2008, Vick and Zimmerman 1984, von
Malek et al. 2002). Desweiteren sind die Galaktolipide, welche als Substratquelle der
JA-Synthese angesehen werden, in der Thylakoidmembran sowie der inneren
Hüllmembran der Chloroplasten lokalisiert. Drittens wurde für die Lipase DAD1,
welche für die JA-Synthese in Blüten verantwortlich ist, die Lokalisation in Plastiden
gezeigt (Ishiguro et al. 2001). Deshalb wurden mittels bioinformatischer Analyse nach
Enzymen mit plastidärer Lokalisation sowie lipolytischer Aktivität recherchiert und 21
putative chloroplastidäre Lipasen gefunden. Zwei dieser Lipasen waren DGL und
DAD1, welche von Hyun et al. (2008) als essentiell für die Synthese von JA in den
Blättern von A. thaliana nach Verwundung beschrieben wurden. Nach Hyun et al.
(2008) würde die Generierung von freier JA nach einem Verwundungsreiz in der
frühen Phase der Verwundung (0min-60min) durch DGL und in der späteren
Verwundungsphase (60min-240min) durch DAD1 vermittelt werden. Auch in Tabak
(Nicotiana tabacum) wurde eine Lipase identifiziert, welche direkt oder indirekt die
JA-Synthese zu frühen Zeitpunkten nach Verwundung reguliert (Kallenbach et al.
2010). Diese als GLA1-I bezeichnete plastidäre Lipase weist eine 46%ige bzw.
37%ige Sequenzhomolgie zu DAD1 bzw. DGL auf sowie sn1-Substratspezifität
gegenüber PC und MGDG. Die Knockout-Mutante gla1 akkumulierte nach
Verwundung 75% weniger JA als der Wildtyp. In der vorliegenden Arbeit wurden
deshalb die von Hyun et al. (2008) publizierten Daten überprüft, um anschließend die
Synthese und mögliche Funktion der Arabidopside als Subtratquelle der JA-
Akkumulation nach Verwundung zu klären. Würde die als JA-defizient beschriebene
Mutante dgl-i basal sowie eine halbe Stunde nach Verwundung über wildtypische
Konzentrationen an Arabidopsiden verfügen, wäre dies ein Beweis für Arabidopsid-
Synthese in der Chloroplastenmembran sowie für die Funktion der Arabidopside als
Subtratquelle der JA-Biosynthese.
Erstaunlicherweise wies die von Hyun et al. (2008) als JA-defizient publizierte
Mutante dgl-i als auch zwei weitere unabhängige dgl-RNAi-Linien (pla-Iα1 7-1 und 8-
1) bei der Analyse der freien Oxylipine sowohl unter basalen Bedingungen als auch
zu frühen Verwundungszeitpunkten in der vorliegenden Arbeit keine starken
Unterschiede im Vergleich zum Wildtyp auf. Zwei mögliche Gründe könnten die
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