VL1 Erwachsene Pflanze

Question 1

Was ist Entwicklung?
Differenzierung vs Morphogenese
Was wirkt auf Entwicklung?

Answer 1

Herstellung einer Form

• Wachstum: quantitative Zunahme
• Differenzierung: Zellspezifisch, Spezialisierung Zellen, Organellen, Gewebe, Organe
• Morphogenese: Zusammenspiel von Zellen, Ausbildung Körperorgane und Symmetrie
• Umwelteinflüsse und Genom wirken auf Entwicklung des Phänotyps (Pflanzen, bei Tieren wenig Umwelteinfluss)
• Selektion wirkt dann auf Phänotyp

Question 2

Entwicklung Pflanzen vs Tiere

Answer 2

Pflanzen:

• offener Entwicklungsplan: können lebenslang wachsen und sich weiterentwickeln
• permanente Stammzellengruppen (Meristemoide)

Tiere:

• geschlossener Entwicklungsplan
• STammzellen differenzieren

Question 3

Pflanzenentwicklung - Zellwand

Answer 3

• Pflanzenzellen nicht beweglich weil direkt nach Teilung Zellwand gebildet wird: keine Blastulation/Gastrulation, stattdessen Meristemoide (sek Meristeme die sich nach Bedarf bilden)
• Apoptose: keine Zellulase, also Holzbildung oder Zellen Abwerfen
• Bildung: gerichtete MIkrofibrille, Dehnungsrichtung vorprogrammiert, durch Umweltparameter beeinflusst

Question 4

typisch für Pflanzenentwicklung

Answer 4

• Apikalwachstum (SAM, RAM)
• gerichtete Streckung
• sek Dickenwachstum

Question 5

RAM

Answer 5

• root apical meristem (Wurzelspitzenmeristem)
• ca 20 initiale Zellen (Stammzellen)
• Kalyptra zum Schutz vor Abrieb, Schmiermittel von Schleimzellen, Statolithen für Gravitropismus

Question 6

SAM

Answer 6

• shoot apical meristem (Sprossapikalmeristem)
• kein Schutz
• Zentralzone bildet Blattprimordien
• Tunica (antiklin), Corpus (periklin und antiklin)

Question 7

gerichtete Zellstreckung

Answer 7

• Auxin aktiviert H+ Pumpe in Zellmembran
• H+ raus, Ansäuerung Zellwand
• > Aktiviert Expansine
• Hydrolyse Querverbindungen
• > Erhähte Dehnbarkeit + Turgor
• -> Streckung quer zu Fibrillen, Volumenzunahme

Question 8

Meristemoide - bilden was?

Answer 8

• sek Stammzellen (totipotent)

- bilden: Stomata, Wurzelhaare, Trichome (Pflanzenhaare), Lateralmeristeme (Seitenknospen, faszikuläres Cambrium)

Question 9

Sekundäres Dickewachstum

Answer 9

Dikotyle:

• Leitbündel in Ring
• Außen Phloem, Mitte fasz. Cambrium, Innen Xylem
• faszikuläres Cambrium überträgt Teilungsfähigkeit auf Nachbarzellen -> interfaszikuläres Cambrium, Ring wird geschlossen
• bildet nach innen Holz, nach außen Phloem

Monokotyle:

• sek. Dickenwachstum sehr begrenzt
• Cambriumring außen autonom: bildet spontan Leitbündel nach innen
• > Leitbündelanordnung verstreut

Question 10

Steuerung der Differenzierung

Answer 10

Fate:

• Herkunft bestimmt Entwicklung -> wie Vorfahren
• Lamarckismus (naja…)
• Epigenetik: bsp Methylierung wird bei Teilung mitübertragen (meth. wie gesteuert?)
• -> wichtig bei Tieren: Zellen gleiches Genom aber untersch, epigen. Modifikationen, Zellen oligopotent
• untersuchen durch Laser-Ablation: einzelne Zellen abtöten: Nachbarzellen übernehmen Funktion!
• -> wichtiger bei Pflanzen: Morphogene (Entwicklungsfaktoren, Peptidhormone) -> Zellen sind totipotent

Question 11

Turing-Modell

Answer 11

• Rückkopplung in Entwicklung
• mathematisches Modell
  1. Differenzierung grundsätzl. 2 Faktoren:
• Aktivator: zellintern, aktiviert eigene Synthese und Inhibitor-Synthese
• Inhibitor: hemmt Aktivatorsynthese
  2. alle Zellen im Gewebe produzieren Aktivator und Inhibitor: irgendwann zufällige stochastische Abweichungen, eine Zelle mehr von irgendwas
  3. Zelle gewinnt Überhand: bsp nur sie produziert Aktivator
• -> Entwicklung bsp Trichom in der Zelle

Question 12

Sprossmeristem und Blattprimordien

STM & WUS

Answer 12

• SAM produziert Primordien
• Primordien in Spirale, immer im gleichen Winkel (wegen Beschattung) 137,3°
• Steuerung: STM-Genprodukt (shoot meristemless) unterdrückt Primordienbildung, ist TF
• WUS: STM ähnlich, bei Mutante Verlust Meristem, ist TF

Question 13

clavata-Mutanten

Answer 13

• überdimensionierte Meristeme
• CLV1: Rezeptorkinase
• CLV3: Ligand für CLV1
  STM –> WUS –> CLV3 –> CLV1
  (Modell erklärt vielleicht 10% der Funktionen im SAM, vermutl. falsch)

Question 14

PHABULOSA

Answer 14

• phabulosa ist Steroidrezeptor
• steuert Blatt-Asymmetrie
• in Mutanten: keine Lamina (Blattspreite), nur Petiolus

Question 15

Polarität: Postitionsinformationen

Answer 15

Wo wissen Pflanzen wo oben und unten ist?

• Auxin: gebildet in SAM und jungen Blättern: basipetaler Transport –> Wurzelhormon
  
  • PIN-Proteine für Richtung zuständig bsp PIN1 -> nach unten
• Cytokinin: gebildet in RAM, akropetaler Transport –> Sprosshormon?

Question 16

Apikaldominanz

Answer 16

• Unterdrückung von Seitenknospen durch Apikalknospe
• Auxin: beeinflusst Strigolacton-Synthese in Wurzel -> STR Transport nach oben –> unterdrückt Seitenknospen
• Cytokinin: wenn überexprimiert mehr Seitenknospen -> WW mit Auxin?

Question 17

Seneszenz

Answer 17

• “geplante Abnahme der Vitalität”
• Ethylen: fördert Seneszenz, bewirkt bei Abscission Bildung Trennschicht -> erst dann Abwurf
• Cytokinin: Gegenspieler, hemmt Seneszenz durch “Anlocken” Nährstoffe

Question 18

Phytochrom

Answer 18

• Photorezeptorprotein
• Grundzustand Pr -> im Licht absorbiert es rote Photonen und wird zu Pfr (aktive Form) -> dadurch Absorptionsmax Richtung dunkelrot (far red) verschoben -> Im Dunkel absorbiert fr Photonen -> wieder in Pr Zustand (inaktiv)
• Pfr aktiviert bsp Keimungsgene, Keimlingsstreckung, Schattenvermeidung

Question 19

Skotomorphogenese vs Photomorphogenese

Answer 19

Skotomorphogenese:
- lange Hypokotyle (viel Streckung)
- Hypokotylhaken geschlossen, Kotyledonen klein
- Etioblasten (->gelb)
- Blätter rudimentär differenziert
Photomorphogenese:
- kurze Hypokotyle (wenig Streckung)
- Hypokotylhaken und Kotyledonen geöffnet
- Chloroplasten (-> grün)
- Blattzellen differenziert