Molekularbiologische Untersuchungen zur Salzstressanpassung in der polaren Diatomee Fragilariopsis cylindrus

• Main Authors: Krell, Andreas, Valentin, Klaus-Ulrich, John, Uwe, Dieckmann, Gerhard
• Format: Conference Object
• Language: unknown
• Published: 2006
• Subjects: Antarktis*; Arktis; Arktis*
• Online Access: https://epic.awi.de/id/eprint/15651/; https://hdl.handle.net/10013/epic.25758

Saisonal auftretendes Meereis stellt zeitweise eines der größten Ökosysteme, mit einer Fläche von 20x106 km2 und 16x106 km2 in der Antarktis bzw. Arktis, weltweit dar. Charakterisiert ist dieses Habitat durch starke Gradienten in den wichtigen abiotischen Faktoren Licht, Nährstoffverfügbarkeit, Temperatur und Salinität, die gegenüber Meerwasser in Abhängigkeit von der Temperatur um den Faktor 5 erhöht sein kann. Untersucht wurde welche Mechanismen es der psychrophilen Diatomee Fragilariopsis cylindrus ermöglichen diesen Salzstress zu tolerieren. Als Grundlage für diese Arbeiten wurde eine Salzstress induzierte cDNA Bank erstellt und ca. 2900 Klone aus dieser Bank sequenziert und analysiert. Aus dieser Bank konnten 8.6% der funktionell charakterisierbaren Gene mit Stressaklimation in Bezug gesetzt werden. Dies beinhaltet Gene der Synthese von organischen Osmolyten, Chaperone, Ionen Anti- und Symporter und Gene verantwortlich für die detoxifizierung von reaktiven Sauerstoff Spezies. Überraschenderweise wurde ebenfalls eine neue Klasse von Ice-binding Proteinen gefunden die noch nicht aus höheren Pflanzen und Tieren bekannt ist. Diese Proteine beeinflussen das Wachstum und die Rekristallisation von Eiskristallen und sind somit für das Überleben im Solekanalsystem von außerordentlicher Bedeutung.Im Anschluss wurde die Regulation der Synthese des organischen Osmolyts Prolin mit Hilfe der quantitativen PCR untersucht. Dabei zeigte sich das im Gegensatz zur Synthese bei höheren Pflanzen, diese unter Salzstress verstärkt über Ornithin und nicht Glutamat als Ausgangssubstrat erfolgt.