Identifizierung eines Cercospora beticola responsiven Bereichs innerhalb des Kernpromotors des pal-Gens der Zuckerrübe sowie eines daran bindenden, neuen Transkriptionsfaktors

Schmidt, Klaus

Bei der Untersuchung der Transkriptmenge des Gens der Phenylalanin Ammonium Lyase (PAL) der Zuckerrübe (Beta vulgaris L.) nach Infektion mit dem phytopathogenen Pilz Cercospora beticola, konnte in der Frühphase der Infektion eine deutliche Reduktion der Bvpal-Transkriptmenge im infizierten Gewebe festgestellt werden. Als Konsequenz konnte ebenfalls eine Reduktion der BvPAL-Enzymaktivität nachgewiesen werden. Die Ursache für die Reduktion liegt vermutlich in der Sekretion eines Suppressors durch den Pilz. Dieser bewirkt eine verminderte Transkription des Bvpal-Gens. Um den Bereich innerhalb des Bvpal-Promotors zu lokalisieren, der für die transkriptionelle Repression verantwortlich ist, wurde ein genomisches Fragment mit dem gesamten Bvpal-Gen aus einer genomischen Lambda-Bibliothek isoliert. Über transiente biolistsiche Untersuchungen konnte der Bereich auf dem Bvpal-Promotor identifiziert werden, der für die transkriptionelle Repression verantwortlich ist. Er liegt stromabwärts der TATA-Box im Bereich von Position –34 bis +45. Durch electrophoretic mobility shift assays (EMSA) konnte der Bereich auf die Position von –23 bis +2 weiter eingegrenzt werden. Über einen One-Hybrid Screen konnte ein Transkriptionsfaktor isoliert werden, der an dem identifizierten Bereich bindet. Die Ergebnisse der EMSA-Untersuchungen, sowie die transienten, biolistischen Experimente lassen vermuten, daß das Bvpal-Gen einen Kernpromotor enthält, bestehend aus TATA-Box, Initiationselement (INR) und downstream promoter element (DPE). Der von C. beticola ausgeschiedene Suppressor wirkt negativ auf die Assemblierung des allgemeinen Transkriptionsfaktors TFIID an dieser Kernpromotorseqenz, was zu einer reduzierten Transkription führt. Als möglicher Suppressor wurde Abscisinsäure (ABA) identifiziert.

In the early phase after infection of sugar beets (Beta vulgaris L.) with the phytopathogenic fungus Cercospora beticola, a clear reduction of the transcript level of the phenylalanine ammonia lyase (PAL) was observed in the infected leafs. As a consequence, also the enzyme activity of BvPAL was reduced. The reason for the reduction is probably the secretion of a suppressor from the fungus. This results in a reduced transcription of the Bvpal-gene. In order to identify the region within the Bvpal-promoter, which is responsible for the reduction of transcription, a genomic fragment with the whole Bvpal-gene was isolated from a genomic lambda library. Through transient biolistic experiments, the region within the Bvpal-promoter, which is responsible for reduction of transcription, was identified. It locates downstream of the TATA-box within the sequence of position –34 to +45. Through electrophoretic mobility shift assays (EMSA), the region was further reduced to –23 to +2. Via a One-Hybrid screen, a transcription factor was isolated, which binds to the identified region. The results from the EMSA studies and the transient biolistic experiments shows, that the Bvpal-gene contains a core promoter, consisting of a TATA-box, a initiator element (INR) and a downstream promoter element (DPE). The suppressor, secreted from C. beticola, counteracts to the assembly of the general transcription factor TFIID at the core promoter sequence. This results in a reduced transcription. As the putative suppressor, abscisic acid (ABA) was identified.

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Schmidt, Klaus: Identifizierung eines Cercospora beticola responsiven Bereichs innerhalb des Kernpromotors des pal-Gens der Zuckerrübe sowie eines daran bindenden, neuen Transkriptionsfaktors. 2003.

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