Klonierung und funktionelle Expression eines Cytokininrezeptors aus Cucurbita maxima-Keimlingen

Schmidtke, Sabine

Aus einer cDNA-Expressionsbibliothek aus Kürbiskeimlingen wurde eine Histidin-Kinase isoliert, die homolog zu dem Cytokininrezeptor AHK4 (CRE1/WOL) in Arabidopsis thaliana ist. Das Gen mit der Bezeichnung CmCRE1 (C. maxima cytokinin response) zeigt 80% Ähnlichkeit und 72% Identität zu AHK4 und enthält einen offenen Leserahmen von 2943bp, der für 981 Aminosäuren kodiert. Die funktionelle Expression von CmCRE1 in dem Hefe-Stamm sln1-Delta bestätigte die Fähigkeit der Histidin-Kinase, die verschiedenen Cytokinine t-Zeatin, Benzyladenin (BA), Isopentenyladenin (IP) und Kinetin wahrzunehmen und eine Signaltransduktionskette vom Typ Zwei-Komponentensystem zu aktivieren. Zwei isolierte Hefe-Klone, die CmCRE1 exprimierten und als CmCRE1-1 and CmCRE1-7 bezeichnet wurden, reagierten unterschiedlich sensitiv auf die verwendeten Konzentrationen der besagten Cytokinine. Dies basiert vermutlich auf der Substitution einer Aminosäure in einer konservierten Region in der Histidin-Kinase-Domäne nahe dem phosphorylierbaren Histidinrest. Expressionsstudien mittels kompetitiver RT-PCR führten zu einer konstitutiven Transkription von CmCRE1 in verschiedenen Geweben und Entwicklungsstadien der Kürbiskeimlinge in Abhängigkeit endogener und exogener Faktoren. Darüber hinaus wurde gezeigt, dass die Expression von CmCRE1 in intakten Pflanzen im Gegensatz zu AHK4 durch die exogene Applikation von t-zeatin nicht hochreguliert wird.

Out of a cDNA expression library of pumpkin seedlings a histidine kinase homologous to the cytokinin receptor AHK4 (CRE1/WOL) in Arabidopsis thaliana was isolated. The gene named CmCRE1 (C. maxima cytokinin response) shows 80% similarity and 72% identity to AHK4 and contains an open reading frame of 2943 nucleotides encoding 981 amino acid residues. Functional expression of CmCRE1 in the yeast mutant sln1-Delta confirmed the ability of the histidine kinase to sense the different cytokinins t-zeatin, benzyl adenine (BA), isopentenyladenine (IP), and kinetin and to activate a two-component signal transduction system. Two different yeast clones expressing CmCRE1, named CmCRE1-1 and CmCRE1-7, react differently on the applied concentrations of the mentioned cytokinins. This is possibly based on an amino acid substitution in a conserved region in the histidine kinase domain near to the phosphorylatable histidine residue. Expression studies carried out by competitive RT-PCR lead to a constitutive transcription of CmCRE1 in different tissues and developmental stages of the pumpkin seedlings in dependency on endogenous and exogenous factors. Moreover was shown that in contrast to AHK4 expression of CmCRE1 in intact plants is not upregulated by exogenous application of t-zeatin.

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Schmidtke, Sabine: Klonierung und funktionelle Expression eines Cytokininrezeptors aus Cucurbita maxima-Keimlingen. 2005.

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