Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät

Institut für Biowissenschaften

Fachgebiet: Molekularbiologie (angewandte Pflanzengenetik)

Betreuer: Prof. Dr. Inge Broer



Dipl. Biol. Tobias Latzkow
(e-mail: tobias.latzkow@uni-rostock.de )

Einfluss von untranslatierten Regionen und Terminatoren auf die Expression von Transgenen unter subletalen Temperaturstress

Während eines moderaten Hitzestresses vermittelt die 5´ untranslatierte Region des Phosphinothricin-N-Acetyltransferase (Pat) Gens (pat41) aus dem Bodenbakterium Streptomyces viridochromogenes (5´ UTR41) oder das 3´ Terminationssignal des Nopalinsynthasegens aus Agrobacterium tumefaciens (3´ nos) in einigen unabhängigen Herbizid-resistenten Tabak-Transformanden (Nicotiana tabacum) eine signifikante Reduzierung des Pat-Protein-Gehalts und der Pat-Aktivität. Dagegen bleibt die Expression in anderen Transformanden, die das gleiche Gen an einem anderen Integrationsort tragen, unbeeinträchtigt. Die Anwesenheit beider Elemente gemeinsam hebt den Linieneffekt auf und führt in allen untersuchten Pflanzen zum Verlust der Herbizid-Resistenz. Die Hitze-induzierte Transgeninaktivierung korreliert weder mit der Anzahl des Transgens im pflanzlichen Genom noch mit dem spezifischen Transkriptlevel und findet somit auf posttranskriptionaler Ebene statt. Ähnliche Reaktionen konnten erzielt werden, wenn der 5´ UTR41 und der 3´ nos mit einen anderen Kodierbereich, dem des Luziferase-Gens (luc) aus Photinus pyralis, kombiniert wurden. Auch hier kam es in transgenen Tabakpflanzen zu einer signifikanten Abnahme der Transgen-kodierten Enzymaktivität. Das Phänomen der Hitze-induzierten Inaktivierung von pat-Genen, die den 5´ UTR41 und den 3´ nos tragen und bisher auch nur in Solanacaeen beobachtet wurde, konnte auch in Arabidopsis thaliana (Col-0) gezeigt werden. Entgegen den Ergebnissen in N. tabacum, kommt es aber nur in einem Teil der untersuchten Arabidopsis Linien zu einer Hitze-induzierten Reaktion, so dass sich die molekularen Mechanismen offensichtlich voneinander unterscheiden.