Dynamik von Chromatinmodifikationen und ihr Einfluss auf regulatorische Faktoren der Blattseneszenz in Arabidopsis thaliana (L.) HEYNH.

Abstract

Innerhalb der Arbeit wurde im Modellorganismus Arabidopsis thaliana die Chromatinstruktur während der Blattseneszenz untersucht. Immunozytologische Analysen zeigten, dass es während der Seneszenz zu globalen Veränderungen des Chromatins kommt. Des Weiteren konnte über ChIP nachgewiesen werden, dass seneszenzabhängig an zentralen Regulatoren wie WRKY53, Veränderungen des Chromatinstatus etabliert werden, die mit einer gesteigerten Expression dieser Gene korrelieren. Die für den Wildtyp charakteristischen Chromatinmodifikationen sind in Pflanzen vollständig supprimiert, die die putative Histonmethyltransferase SUVH2 überexprimieren. Für diese Pflanzen konnte eine deutliche Verzögerung der Blattseneszenz festgestellt werden. Vergleichende Expressionsanalysen zwischen WT- und SUVH2-Überexpressionspflanzen von über 1800 Genen, die für regulatorische Faktoren kodieren, zeigten, dass etwa 50% der seneszenzassoziierten Gene durch die Überexpression von SUVH2 verändert exprimiert werden. Dabei waren insbesondere Zielgene des bZIP Transkriptionsfaktors HY5 sowie EAR-Motiv kodierende Gene in ihrer Expression beeinflusst.

Within this thesis the chromatin status during leaf senescence in the model plant Arabidopsis thaliana was investigated. Thereby, distinct alterations of the global chromatin structure could be ascertained during senescence via immunocytological studies. Furthermore changes of histone modifications at senescence marker genes like WRKY53 were observed via ChIP correlating with the corresponding expression patterns of these genes. Interestingly, in plants overexpressing the putative histone methyltransferase SUVH2 these chromatin alterations are suppressed. For these transgenic plants a drastic delay of leaf senescence processes could be determined. Beyond that, large-scale comparative expression analysis of about 1800 regulatory factors between mature and senescent leaves of wild type and SUVH2 overexpressing plants showed an impairment of the senescence-specific regulation of about 50% of all investigated regulatory factors by the overexpression of SUVH2. Interestingly, target genes of the bZIP transcription factor HY5 and genes coding for EAR motif proteins seem to be specifically affected in plants overexpressing SUVH2.