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Molecular Mechanisms of Light Stress Protection in the Diatom Phaeodactylum tricornutum

Molecular Mechanisms of Light Stress Protection in the Diatom Phaeodactylum tricornutum

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Prüfsumme: MD5:8274806f4835a88b1558e3c8375780cc

STURM, Sabine, 2010. Molecular Mechanisms of Light Stress Protection in the Diatom Phaeodactylum tricornutum

@phdthesis{Sturm2010Molec-7435, title={Molecular Mechanisms of Light Stress Protection in the Diatom Phaeodactylum tricornutum}, year={2010}, author={Sturm, Sabine}, address={Konstanz}, school={Universität Konstanz} }

deposit-license Kieselalgen sind einzellige, eukaryotische Mikroalgen und gehören zu den am häufigsten auftretenden phytoplanktonischen Organismen auf der Erde. Sie sind photoautotroph und benutzen Lichtenergie um Photosynthese zu betreiben. Es wird geschätzt, dass sie etwa 20% des weltweiten Kohlendioxids fixieren. Ein Überschuss an Licht, kann jedoch für die photosynthetischen Organismen schädlich sein. Es wird vermutet, dass Kieselalgen vor allem aufgrund ihrer hohen photosynthetischen Flexibilität, d.h. durch ihre Fähigkeit sich unterschiedlichen Lichtmengen sehr schnell anzupassen, ökologisch so erfolgreich sind.<br />In dieser Arbeit wurden Mechanismen der Lichtstress-Protektion in der Kieselalge Phaeodactylum tricornutum mit Hilfe von molekularen Techniken in Kombination mit physiologischen Messungen untersucht. Es wurden genetische Mutanten erzeugt, die eine Veränderung im photosynthetischen linearen Elektronentransport zeigen und diese hinsichtlich ihrer Lichtanpassung charakterisiert. Die Ergebnisse zeigen, dass photoprotektive Vorgänge wie NPQ (nicht-photochemisches Quenching) oder der zyklische Elektronentransport an Photosystem II sehr wichtig sind für die Regulation der Photosynthese, um photo-oxidative Schäden am Photosynthese-Apparat zu vermeiden.<br />Die Bedeutung der Diadinoxanthin De-Epoxidase (DDE) für die PQ-Entwicklung in P. tricornutum wurde untersucht. Das Enzym katalysiert die Umwandlung von Diadinoxanthin in Diatoxanthin; für letzteres konnte eine direkte Beziehung mit der möglichen NPQ Kapazität der Zelle gezeigt werden. Das Dde Gen, welches für die DDE kodiert, wurde sowohl mittels RNAi gerichtetem "Gen-Silencing" in P. tricornutum ausgeschaltet wie in den Zelle überexprimiert. Die Stilllegung der DDE verdeutlichte nicht nur die starke Bedeutung dieses Enzyms für NPQ, sondern ergab auch erste Einblicke in die Mechanismen des "Gen-Silencing" in Kieselalgen. So lassen die vorliegenden Daten vermuten, dass zwei verschiedene Mechanismen in Kieselalgen vorhanden sind. Es konnte auch gezeigt werden, dass die Gegenwart von Diatoxanthin in ausreichender Menge nicht zwangsläufig zu höheren NPQ-Werten führt.<br />Die Expressionsraten von einigen Antennenproteinen wurde unter verschiedenen Lichtbedingungen hinsichtlich einer möglichen Funktion für die Photoprotektion untersucht. Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass Mitglieder der LHC-ähnlichen Familie im Gegensatz zu den entsprechenden Proteinen in höheren Pflanzen und Grünalgen nicht an der Anpassung an veränderte Lichtbedingungen beteiligt sind, jedoch bei der Lichtaufnahme mitwirken könnten. Auf der anderen Seite konnte gezeigt werden, dass die Transkriptsraten von drei der vier LHCX Proteine in P. tricornutum eindeutig durch Starklicht induziert werden können, was einen Hinweis für die mögliche Beteiligung an der Starklicht Anpassung in Kieselalgen darstellt. application/pdf Sturm, Sabine Molecular Mechanisms of Light Stress Protection in the Diatom Phaeodactylum tricornutum 2011-05-03T08:53:16Z 2011-03-24T17:34:24Z Sturm, Sabine Molekulare Mechanismen der Lichtstress-Protektion in der Kieselalge Phaeodactylum tricornutum 2010 eng

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