Regulation des differentiellen Wachstums im apikalen Haken von Arabidopsis

Arabidopsis-Keimlinge entwickeln eine hakenartige Struktur im apikalen Teil des Hypokotyls, wenn sie im Dunkeln wachsen. Differenzielle Zellwachstumsprozesse führen zu dem gekrümmten Hypokotylhaken. Zeitabhängige Analysen des Hypokotyls zeigten, dass der apikale Haken während einer frühen Phase des Keimlingswachstums gebildet wird und in einer sequenziellen Phase durch einen deutlichen Prozess aufrechterhalten wird. Basierend auf entwicklungsgenetischen Analysen von hakenbeeinflussten Mutanten zeigen wir, dass die hakenlosen Mutanten (hls1, cop2) an einem frühen Aspekt der Hakenentwicklung beteiligt sind. Aus zeitabhängigen Analysen von äthylen-insensitiven Mutanten wurde herausgefunden, dass spätere Schritte in der Hakenunterhaltung ethylenempfindlich sind. Die Regulierung des differentiellen Wachstums wurde weiter untersucht durch die Untersuchung des räumlichen Musters der Expression von zwei hormonregulierten Genen: einem ethylenbiosynthetischen Enzym und dem Ethylenrezeptor ETR1. Die Ansammlung von mRNA für AtACO2, einem neuartigen ACC (1-Aminocyclopropan-1-carboxylsäure) oxidase Gen, trat in Zellen auf, die überwiegend auf der Außenseite des Hakens lokalisiert sind, und war eng korreliert mit der durch Ethylen induzierten Übertreibung der Krümmung des Hakens. Die ETR1-Expression im apikalen Haken wurde jedoch durch die Ethylenbehandlung verringert. Basierend auf dem Expressionsmuster von ETR1 und AtACO2 in den hakenbeeinflussten Mutanten wird ein Modell für die Hakenentwicklung und -erhaltung vorgeschlagen.