Das Pflanzenhormon Abscisinsäure (ABA) spielt eine entscheidende Rolle bei der Anpassung an Streßsituationen, wie Kälte-, Salz- oder Wasserstreß. Durch genetische Analysen, Untersuchungen der Stomataregulation oder über Proteininteraktionen wurden an der ABA-Signaltransduktion beteiligte Komponenten identifiziert und Einblicke in die molekularen Mechanismen der Signalweiterleitung ermöglicht. Über das genaue Zusammenspiel des komplexen und verzweigten Netzwerkes der Signalkaskade ist jedoch noch wenig bekannt.Die Etablierung eines Modellsystems zur Analyse der ABA-Signaltransduktion in Arabidopsis thaliana bietet in Ergänzung zu Transgenen die Möglichkeit in kurzer Zeit Aussagen über an der Signaltransduktion beteiligten Komponenten zu machen. Durch die transiente Expression in Arabidopsis Protoplasten wurden über die Analyse der Genregulation ABA-regulierter Reportergenkonstrukte (RD29BLUC und RAB18LUC) Effekte auf die ABA-Signalkaskade untersucht. Verschiedene Parameter, wie das Pflanzenmaterial, die Behandlung der Protoplastierungslösung, die Protoplastierungsdauer, die Reinheit der eingesetzten DNA, die Menge der DNA und die Inkubationszeit der Protoplasten beeinflußen die Reporterexpression und -regulation.ABI1 und ABI2, zwei Proteinphosphatasen 2C, sind als negative Regulatoren an der ABA-Signaltransduktion beteiligt. Die Überexpression der Proteinphosphatasen im transienten Expressionssystem führte zu einer Inhibierung der ABA-vermittelten Reporterinduktion. Dagegen ergab sich in Protoplasten der abi1 beziehungsweise abi2-Mutante eine unterschiedliche Reporteregulation. In abi1-Protoplasten zeigte sich entsprechend dem Überexpressionsexperiment eine negative Regulation der Reporterinduktion, in abi2-Proto-plasten jedoch entsprach die Reporterregulation der in Wildtypprotoplasten. Eine mögliche Erklärung ist eine unterschiedliche subzelluläre Lokalisation von ABI1 und ABI2. Der Homöodomän-Leucin-Zipper-Transkriptionsfaktor AtHB-6 wurde durch die Interaktion mit ABI1 als weitere Komponente der ABA-Signaltransduktion identifiziert (Himmelbach et al., 2001). Im transienten Expressionssystem wurde nachgewiesen, daß AtHB-6 ein im Promotor von AtHB-6 vorhandenes cis-Element erkennt und daß durch dieses cis-Element eine AtHB-6- und ABA-abhängige Genexpression vermittelt wird. ABI1 als Interaktionspartner könnte dabei die Aktivität des Transkriptionsfaktors regulieren. Ergänzend zu Untersuchungen an Stomata sind Membranpotentialmessungen an Wurzelzellen geeignet zur Analyse der Auswirkung von ABA auf Ionenflüsse. Die Kombination von Membranpotentialmessungen und Analysen im transienten Expressions-system bietet die Möglichkeit sowohl schnelle ABA-Antworten wie auch ABA-vermittelte Genregulation zu untersuchen und zur Charakterisierung von Mutanten wie etwa gca2 einzusetzen.     «

Das Pflanzenhormon Abscisinsäure (ABA) spielt eine entscheidende Rolle bei der Anpassung an Streßsituationen, wie Kälte-, Salz- oder Wasserstreß. Durch genetische Analysen, Untersuchungen der Stomataregulation oder über Proteininteraktionen wurden an der ABA-Signaltransduktion beteiligte Komponenten identifiziert und Einblicke in die molekularen Mechanismen der Signalweiterleitung ermöglicht. Über das genaue Zusammenspiel des komplexen und verzweigten Netzwerkes der Signalkaskade ist jedoch noch...     »

The plant hormone abscisic acid is involved in adaptation to environmental stresses such as cold, drought or salinity. Genetic analysis, studies of guard cell signalling processes or protein interactions lead to identification of ABA signalling components and molecular mechanisms of ABA action. However, the complex signalling network is not clearly established yet. Cellular systems for analysing ABA signal transduction in Arabidopsis thaliana in addition to stably transformed plants are powerful tools to investigate components of the signal transduction pathway. By transient expression experiments in Arabidopsis protoplasts effects on the ABA signalling cascade were studied using ABA-regulated reporter gene constructs (RD29BLUC and RAB18LUC). Different parameters like plant material, protoplasting solution, protoplasting period, DNA purity, DNA amount and incubation time of protoplasts influence reporter expression and regulation. ABI1 and ABI2 two protein phosphatases 2C are negativ regulators of abscisic acid signalling. In transient studies overexpression of these protein phosphatases inhibited the activation of reporters by ABA. On the other hand in mutant protoplasts there were a different reporter regulation by ABA in abi1 or abi2 respectively. In abi1 protoplasts the ABA mediated reporter induction was inhibited, in abi2 protoplasts the reporter regulation was the same as in wildtype protoplasts. One explanation is a different subcellular localisation of ABI1 and ABI2. The homeodomain leucine zipper protein AtHB-6 as a regulator of the ABA signal pathway has been identified by analysing proteins capable of interacting with ABI1 (Himmelbach et al., 2001). In transient expression experiments AtHB-6 recognised a cis-element present in its own promotor region that mediated AtHB-6- and ABA-dependent gene expression in protoplasts. It is possible that ABI1 as interaction partner of AtHB-6 could regulate the transcription factor. In addition to studies of guard cell signalling processes ABA induced changes in ion fluxes can be analysed by membrane potential measurements in roots. The combination of membrane potential measurements and transient expression studies allows to investigate both fast responses to ABA as well as ABA mediated gene regulation. In this way mutants like gca2 can be characterized.     «

The plant hormone abscisic acid is involved in adaptation to environmental stresses such as cold, drought or salinity. Genetic analysis, studies of guard cell signalling processes or protein interactions lead to identification of ABA signalling components and molecular mechanisms of ABA action. However, the complex signalling network is not clearly established yet. Cellular systems for analysing ABA signal transduction in Arabidopsis thaliana in addition to stably transformed plants are powerful...     »