Nennen Sie mit jeweils einem konkreten Beispiel zwei Arten von Pathogenitätsfaktoren phytopathogener Bakterien! (8P)
Suppressoren der allgemeinen pflanzlichen Abwehr
—> z.B. Avr-Protein
Toxine und Regulatoren
—> z.B. Phytohormone
Enzyme
—> z.B. Cutinasen, Cellulasen
Erklären Sie folgende Beobachtung zum Einfluss der Inkubationslösung auf das Streckungswachstum von Hafer-Koleoptilen: KCl < Auxin < Auxin + KCl (12P)
Lösung enthält nur KCL → Nur Osmotikum → Keine Ansäuerung des Apoplasten, nur loneneinstrom
Lösung enthält nur Auxin → Nur Botenstoff → Sehr geringes Wachstum
Lösung enthält KCL und Auxin Osmotikum und Botenstoff
—> Ansäuerung und Wachstum am besten, da Auxin Zellstreckung herbeiführt und Osmotikum lonenenstrom + Wassereinstrom
Welche beiden Phytohormone sind essentiell für die in-vitro Kultur von Pflanzen? Warum kann das Tumorgewebe von Wurzelhalsgallen ohne Hormonzugabe wachsen? (6P)
Auxin & Cytokinin sind essentiell
Die durch Acetosyringon aktivierten vir-Gene synthetisieren einzelsträngige T DNA, welche onc-Gene trägt. Die onc-Gene sorgen dafür, dass Opine als Nährstoffe für A. tumefaciens gebildet werden, sowie Auxin & Cytokinin, um Zellteilung zu stimulieren. Dadurch kann der Tumor ohne Hormonzugabe wachsen.
Warum ist die PEP-Carboxylase auch für den Stoffwechsel von C3-Pflanzen von Bedeutung? Erläutern Sie dies unter Bezug auf anaplerotische Reaktionen! (10P)
Anaplerotische Reaktionen: Sind dem Citrat-Zyklus zuliefernde Stoffwechselwege
Die PEP-Carboxylase ist auch für den Stoffwechsel von C3-Pflanzen wichtig, da sie an anaplerotischen Reaktionen beteiligt ist. Diese Reaktionen füllen Zwischenprodukte des Citratzyklus auf, die für verschiedene biosynthetische Prozesse notwendig sind. Die PEP-Carboxylase katalysiert die Umwandlung von Phosphoenolpyruvat (PEP) und CO₂ zu Oxalacetat, einem wichtigen Zwischenprodukt des Citratzyklus. Dadurch unterstützt sie den Citratzyklus und stellt Kohlenstoffquellen für den Stoffwechsel und das Wachstum der Pflanze bereit. Besonders unter Stressbedingungen, wie Wasserstress oder hoher Salzkonzentration, hilft die erhöhte Aktivität der PEP-Carboxylase, die metabolische Balance der Pflanze zu erhalten.
Füllen Sie die Lücken in diesem Text:
Selbstbefruchtung reduziert die genetische Diversität, weil Neukombination von ____________ verhindert wird. Deshalb tritt bei Selbstbefruchtern ____________ auf, Fremdbefruchter sind in der Regel heterozygot. ____________ meint die Verhinderung der __________ durch Pollen von derselben Pflanze. Verantwortlich ist ein Locus, der ___ Gene enthält mit jeweils zahlreichen ____________. Unterschieden werden zwei Formen: ____________ und ____________.
Selbstbefruchtung reduziert die genetische Diversität, weil Neukombination von Allelen verhindert wird. Deshalb tritt bei Selbstbefruchtern Homozygotie auf, Fremdbefruchter sind in der Regel heterozygot. Selbstinkompartibilität meint die Verhinderung der Befruchtung durch Pollen von derselben Pflanze. Verantwortlich ist ein Locus, der 2 Gene enthält mit jeweils zahlreichen Allelen. Unterschieden werden zwei Formen: sporophytisch und gametophytisch.
Beschreiben Sie kurz zwei Methoden zur Quantifizierung von Transkripten! (8P)
Quantitative PCR (qPCR):
cDNA-Synthese: mRNA wird mittels Reverse Transkription in cDNA umgeschrieben —> cDNA wird in einem PCR-Zyklus amplifiziert —> die Menge der amplifizierten cDNA wird in Echtzeit durch die Messung der Fluoreszenz quantifiziert (die Fluoreszenzintensität korreliert mit der Menge der ursprünglichen mRNA in der Probe)
RNA-Sequenzierung (RNA-Seq):
Gesamte RNA wird aus der Probe extrahiert —> RNA wird in cDNA umgeschrieben & eine cDNA-Bibliothek wird erstellt; Adaptersequenzen werden an die cDNA-Fragmente ligiert —> cDNA-Bibliothek wird auf einem Sequenziergerät sequenziert —> Datenanalyse: die resultierenden Sequenzdaten werden bioinformatisch analysiert, indem die Reads an ein Referenzgenom oder eine Referenztranskriptom-Assemblierung ausgerichtet werden
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Was ist Phytochrom? Beschreiben Sie mit einer schematischen Skizze den Aufbau von Phytochrom! Welche Funktionen haben die verschiedenen Domänen des Proteins? (8P)
Phytochrom = Rotlichtrezeptor von Pflanzen; nimmt die Dunkel-/Rotverhältnisse vom Licht war; weist NLS-Domäne und Kinase-Domäne auf
NLS-Domäne —> Kernimportierung
Kinase-Domäne —> Signaltransduktion —> Überträgt Phosphatgruppen
Sensor-Domäne —> Signalperzeption
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