Untersuchung entwicklungsspezifischer Gibberellin-Signalwege in Cucurbita maxima L.

Das Phytohormon Gibberellin (GA) reguliert viele unterschiedliche Schritte der Entwicklung höherer Pflanzen, einschließlich dem Wachstum und der Blütenentwicklung. Frühere Untersuchungen von Kürbis (Cucurbita maxima L.) zeigten, dass wichtige Enzyme der Gibberellin-Biosynthese in Keimlingswurzeln und den Organen männlicher Blüten unbekannt sind. Im Rahmen dieser Arbeit konnten drei bisher unbekannte 2-Oxoglutarat-abhängige Gibberellin-Dioxygenasen (CmGA20ox4, CmGA3ox4, CmGA2ox3) in 7d alten Wurzelspitzen identifiziert werden. Diese weisen eine für die jeweilige Multigenfamilie spezifische enzymatische Aktivität auf und sind neben anderen Gibberellin-Signalweg-Genen (Gibberellin-Dioxygenasen: CmGA7ox, CmGA20ox3, CmGA3ox3, CmGA2ox1, CmGA2ox2; Gibberellin-Rezeptoren: CmGID1a, CmGID1b; Repressoren: CmGAIPa, CmGAIPb) in Keimlingen und männlichen Blüten der monözischen Art Cucurbita maxima expremiert. Dabei ist während der Keimlingsentwicklung die Expression der CmGA20ox4 und der CmGA3ox4 auf die Wurzelorgane beschränkt, wogegen Transkripte der CmGA20ox3 und der CmGA3ox3 vorwiegend im Hypokotyl vorkommen. Transkripte der Rezeptoren liegen dagegen neben den Wurzelorganen auch in dem Hypokotyl und der Sprossspitze vor. Dieses Expressionsmuster deckt sich dabei mit den durch Hemmstoffversuchen ermittelten Orten der Gibberellin-Wirkung in Kürbiskeimlingen. In der sich entwickelnden männlichen Kürbisblüte konnten die Transkripte der CmGA20ox3, CmGA20ox4 und CmGA3ox4 in den Stamina nachgewiesen werden, wobei das Expressionsmuster mit dem Gehalt endogener Gibberelline, die vorwiegend in diesem Organ vorkommen, korreliert. Die drei bekannten Gibberellin 2-Oxidasen sind dagegen in der sich entwickelnden Blüte gering und in der geöffneten Blüte hoch expremiert und lassen auf einen temporären Einfluss des physiologisch aktiven Gibberellins, welches ein Maximum vor der Blütenöffnung besitzt, schließen.