Nach-Ernte induzierte Genexpression in der Zuckerrübe (Beta vulgaris L.)

Es wurden 16 Nach-Ernte induzierte Gene der Zuckerrübe isoliert und deren Genexpression über einen Zeitraum von 49 Tagen nach der Ernte unter verschiedenen Lagerungsbedingungen analysiert. Es zeigt sich, dass die Genexpression mit verschiedenen Stressfaktoren wie Verwundung, Wasserverlust, Sauerstoff- sowie Pathogenstress korreliert. Direkt nach der Ernte wird die Expression des Peroxidase Gens Bvcprx1 induziert, was auf früh stattfindende Wundheilungsprozesse schließen lässt. Im Zusammenhang der Wundheilung kann ferner die Induktion der Gene Bvrcc und Bvpsk diskutiert werden, die einen Regulator der Chromatin-Kondensation respektive das Peptidwachstumshormon PSK-alpha codieren. Die heterologe Überexpression von Bvpsk in Arabidopsis zeigt einen schwachen Wachstumseffekt. Eine Vielzahl der Nach-Ernte induzierten Gene steht im Kontext der Pathogenabwehr. Hierzu zählt das Chitinase-Gen Bvsp2, das Oxalat-Oxidase-Gen Bvglp-r und die Gene Bvrip-r1 sowie Bvrip-r2, welche Ribosomen inaktivierende Proteine codieren. Die Induktion des Aquaporin-Gens Bvbpm1 weist auf vorliegenden Trockenstress hin. An der Detoxifizierung reaktiver Sauerstoffspezies sind vermutlich das Cytochrom-Oxidase Gen Bvc561r und das Peroxidase Gen Bvcprx1 beteiligt. Interessanterweise unterliegen drei nicht proteincodierende Gene einer Nach-Ernte Regulation. Eines dieser Gene, Bvnpcg3, wird vor der Ernte mit einem Intron transkribiert und zeigt ein temperaturabhängiges verstärktes Spleißen nach der Ernte. Die Temperaturabhängigkeit des Spleißprozesses ist in transgenen Arabidopsis-Pflanzen konserviert. Die ungespleißte mRNA erfüllt mehrere Kriterien eines miRNA Vorläufers, dessen Duplexstruktur durch Sequenzabschnitte innerhalb des Introns und des Exon gebildet wird. Das nach der Ernte verstärkte temperaturabhängige Spleißen könnte die miRNA-Bildung regulieren.