Titelaufnahme

Titel
Charakterisierung des antioxidativen Schutzsystems in Arabidopsisblättern nach der Infektion mit Botrytis cinerea / Lisa Maria Polanschütz
Verfasser/ VerfasserinPolanschütz, Lisa Maria
Begutachter / BegutachterinZechmann, Bernd
Erschienen2014
Umfang70 Bl. : Zsfassung (2 Bl.) ; Ill.
HochschulschriftGraz, Univ., Masterarb., 2014
Anmerkung
Zsfassung in dt. und engl. Sprache
SpracheDeutsch
DokumenttypMasterarbeit
Schlagwörter (GND)Botrytis cinerea / Ackerschmalwand / Ascorbat-Oxidase / Glutathion / Wasserstoffperoxid / Botrytis cinerea / Ackerschmalwand / Ascorbat-Oxidase / Glutathion / Wasserstoffperoxid / Online-Publikation
URNurn:nbn:at:at-ubg:1-62059 Persistent Identifier (URN)
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Charakterisierung des antioxidativen Schutzsystems in Arabidopsisblättern nach der Infektion mit Botrytis cinerea [5.68 mb]
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Zusammenfassung (Deutsch)

Das Ziel dieser Arbeit war es, die kompartimentspezifische Verteilung von Ascorbat, Glutathion und Wasserstoffperoxid (H2O2) in Arabidopsis thaliana Col-0 Blättern während der Infektion mit dem nekrotrophen Pilz Botrytis cinerea zu untersuchen. Die subzelluläre Verteilung von Ascorbat, Glutathion und H2O2 wurde über einen Zeitraum von 96 h nach der Inokulierung an der Infektionsstelle (IS) und der Fläche neben der IS welche als NIS definiert wurde überwacht. Die Akkumulierung von H2O2 wurde mit den ultrastrukturellen Veränderungen der Chloroplasten Ultrastruktur korreliert, welche mit dem Transmissions Elektronen Mikroskop (TEM) untersucht wurde. Die Ergebnisse dieser Arbeit zeigten, dass der Zusammenbruch des antioxidativen Systems welcher durch abfallende Ascorbat und Glutathion Niveaus an der IS in den Endstadien der Infektion gezeigt wurde, mit einem massiven Anstieg der H2O2 Niveaus in Chloroplasten, Mitochondrien, Zellwänden, Zellkern und Cytosol korrelierte. Die Akkumulierung von reaktiven Sauerstoff Spezies (ROS) in diesem Stadium der Infektion hatte die Entwicklung von Chlorose und Zelltod zur Folge. Ein starker Anstieg der Glutathion Konzentrationen im infizierten Gewebe der meisten Organellen (bis zu 600% in Chloroplasten) korrelierte mit der Akkumulierung von H2O2 in den Chloroplasten, Mitochondrien und Zellwänden NIS. Diese Ergebnisse zeigen, dass hohe Glutathion Gehalte eine ROS Akkumulierung nicht verhindern, was schlussendlich zu Chlorose und Nekrose führte. Zusammenfassend charakterisierte diese Arbeit die intrazelluläre Sequenz einer Botrytis cinerea Infektion in Arabidopsis thaliana und demonstrierte, dass der Zusammenbruch des antioxidativen Systems mit der Akkumulierung von H2O2 in den Wirtszellen korrelierte. Diese Ereignisse führten zur Degenerierung der Blätter, was starke Veränderungen der Anzahl und Ultrastruktur der Chloroplasten innerhalb einzelner Zellen und Chlorose und Nekrose der Blätter zur Folge hatte.

Zusammenfassung (Englisch)

The aim of this study was to investigate the compartment specific distribution of ascorbate, glutathione and hydrogen peroxide (H2O2) in Arabidopsis thaliana Col-0 leaves during the infection with the necrotrophic fungus Botrytis cinerea. The subcellular distribution of ascorbate, glutathione and H2O2 was monitored over a time period of 96 h post inoculation at the inoculation site (IS) and the area around the IS which was defined as NIS. The accumulation of H2O2 was correlated with ultrastructural changes of chloroplast fine structures which were investigated by transmission electron microscopy (TEM). The results of this study revealed that the breakdown of the antioxidative system, indicated by decreased levels of ascorbate and glutathione at the IS at the final stages of infection, correlated with a massive increase of H2O2 in chloroplasts, mitochondria, cell walls, nuclei and the cytosol. The accumulation of reactive oxygen species (ROS) at this stage of infection resulted in the development of chlorosis and cell death. A strong increase of glutathione concentrations in most organelles within the infected tissue (up to 600 % in chloroplasts) correlated with the accumulation of H2O2 in chloroplasts, mitochondria and cell walls at the NIS. These results indicate that high glutathione contents could not prevent the accumulation of ROS which finally resulted in chlorosis and necrosis. In conclusion, this study characterized the intracellular sequence of Botrytis cinerea infection in Arabidopsis thaliana and demonstrated that the breakdown of the antioxidative system correlated with the accumulation of H2O2 in host cells. These events resulted in the degeneration of the leaves which resulted in severe changes in the number and ultrastructure of chloroplast (e.g. decrease of chloroplast number, starch and thylakoid contents, increase of plastoglobuli size) within individual cells and chlorosis and necrosis of the leaves.