Brassinosteroids (BRs) are plant hormones that are required for various aspects of plant growth and development, but also participate in stress responses. They utilize a phosphorylation-dependent signal transduction cascades, to alter the phosphorylation state of transcription factors that regulate BR responsive gene expression. One BR-controlled transcription factor is the basic helix-loop-helix (bHLH) protein CESTA (CES), which, together with its homologues BR ENHANCED EXPRESSION 1 (BEE1) and BEE3, participates in different BR-controlled processes, including vegetative growth, fruit development and cold stress tolerance. In this thesis, molecular modes of CES activity were studied in the model plant Arabidopsis thaliana and, using a translational research approach, it was tested if CES activity in fruit growth and cold stress tolerance are conserved in the fruit crop Solanum lycopersicum. In A. thaliana it was investigated, if CES can interact with transcription factors of the TEOSINTE BRANCHED1/ CINCINNATA/ PROLIFERATING CELL (TCP) group, more specifically with the class I TCPs TCP8, TCP14 and TCP15, one of which had previously been isolated as putative CES-interacting partner in a yeast-two-hybrid screen. It was revealed that CES can interact with TCP8, TCP14 and TCP15 in yeast and that a loss-of-function of these TCPs in the triple mutant tcp8,14,15 produced phenotypes indicative of impaired BR responses, including de-etiolated seedling morphologies in the dark and rounder leaves with shorter petioles in the light. An over-expression of TCP15 resulted in phenotypes indicative of elevated BR responses, including increased hypocotyl elongation and a decreased sensitivity to the BR biosynthesis inhibitor brassinazole, phenotypes that resemble those of CES gain-of-function mutants. Transcriptome analysis uncovered joined CES and TCP targets, which were verified by qPCRs. Based on evidence that TCP14 and TCP15 can induce CES expression and that TCP15 protein abundance is increased by BRs, a model is proposed in which TCPs contribute to BR signaling, through transcriptional regulation of and interaction with CES and redundant factors. In S. lycopersicum plants over-expressing a CES orthologue (SlCES) were characterized, which showed that CES could promote fruit growth and cold stress tolerance in tomato. The possibilities and potential limitations of SlCES over-expression as a breeding strategy for cultivated tomato are discussed.      «

Brassinosteroids (BRs) are plant hormones that are required for various aspects of plant growth and development, but also participate in stress responses. They utilize a phosphorylation-dependent signal transduction cascades, to alter the phosphorylation state of transcription factors that regulate BR responsive gene expression. One BR-controlled transcription factor is the basic helix-loop-helix (bHLH) protein CESTA (CES), which, together with its homologues BR ENHANCED EXPRESSION 1 (BEE1) and...     »

Brassinosteroide (BRs) sind Pflanzenhormone, die für verschiedenste Aspekte des Wachstums und der Entwicklung von Pflanzen benötigt werden, aber auch an ihrer Stressantwort beteiligt sind. Die BRs nutzen eine phosphorylierungsabhängige Signalübertragungskaskade, um den Phosphorylierungsstatus von Transkriptionsfaktoren zu verändern, welche die Expression von BR-regulierte Gene steuern. Ein solcher BR-regulierter Transkriptionsfaktor ist das basic helix-loop-helix (bHLH)-Protein CESTA (CES), das zusammen mit seinen Homologen BR ENHANCED EXPRESSION 1 (BEE1) und BEE3 an verschiedenen BR-kontrollierten physiologischen Prozessen, wie dem vegetativen Wachstum, der Fruchtentwicklung und der Kältestresstoleranz, beteiligt ist. In dieser Arbeit wurden molekulare Mechanismen der CES-Aktivität in der Modellpflanze Arabidopsis thaliana untersucht und mit einem translationalen Forschungsansatz getestet, ob CES-Aktivität im Fruchtwachstum und der Kältestresstoleranz in der Kulturtomate Solanum lycopersicum konserviert ist. In A. thaliana wurde untersucht, ob CES mit Proteinen aus der TEOSINTE BRANCHED1/ CINCINNATA/ PROLIFERATING CELL (TCP) Familie interagieren kann, spezifischer mit den Klasse I TCPs TCP8, TCP14 und TCP15, von welchen einer zuvor, als potentieller CES-Interaktionespartner, in einem yeast-two-hybrid screen isoliert worden war. Es konnte gezeigt werden, dass CES mit diesen TCPs in Hefe interagiert und dass ein Verlust der Funktion aller Proteine in einer tcp8,14,15 Dreifachmutante zu Phänotypen führte, die einen Mangel an BR Signalübertragungsaktivität nahelegen,. Eine TCP15 Überexpression führte hingegen zu Phänotypen die auf eine erhöhte BR Signalübertragung schließen ließen, Phänotypen die auch in CES gain-of-function Mutanten vorkommen. Basierend auf Evidenz, dass TCP14 und TCP15 CES Expression induzieren können und dass TCP15 Proteinstabilität durch BRs erhöht wird, wird eine Modell postuliert in dem TCPs zur BR Antwort beitragen, indem von CES und redundanten Faktoren sowohl die Transkription fördern, als auch mit diesen Faktoren interagieren. In S. lycopersicum wurden Pflanzen die einen CES Orthologen überexpremieren charakterisiert, was zeigte, dass CES auch in Tomate die Fruchtentwicklung und Kältestressresistenz fördern kann. Chancen und mögliche Einschränkungen einer Erhöhung der CES-Aktivität als Züchtungsstrategie bei Tomate werden diskutiert.      «

Brassinosteroide (BRs) sind Pflanzenhormone, die für verschiedenste Aspekte des Wachstums und der Entwicklung von Pflanzen benötigt werden, aber auch an ihrer Stressantwort beteiligt sind. Die BRs nutzen eine phosphorylierungsabhängige Signalübertragungskaskade, um den Phosphorylierungsstatus von Transkriptionsfaktoren zu verändern, welche die Expression von BR-regulierte Gene steuern. Ein solcher BR-regulierter Transkriptionsfaktor ist das basic helix-loop-helix (bHLH)-Protein CESTA (CES), das...     »