Genphysiologie quantitativer Merkmale bei Arabidopsis thaliana (L.) Heynh. |
| |
| Authors: | A. R. Kranz |
| |
| Affiliation: | (1) Botanisches Institut der Johann Wolfgang Goethe-Universität, Frankfurt am Main, BRD |
| |
| Abstract: | Zusammenfassung In biometrischen Untersuchungen zur Genetik quantitativer Merkmale wird bisher weitgehend das Problem der Genregulation übersehen. Chlorophyll b-Defektmutanten der Crucifere Arabidopsis thaliana (L.) Heynh. erlauben eine direkte biochemische und physiologische Prüfung ihrer quantitativen Genwirkungen in der Biosynthesekette der Plastidenpigmente. Auf Grund bestimmter Testkreuzungen zwischen zwei Mutanten und der Normalform sowie eines kombinierten Verfahrens zur phänotypischen Klassifizierung bestehend aus präparativer Dünnschichtchromatographie aller Plastidenpigmente, visueller Blattfarbenbonitur, papierchromatographischem Einzelpflanzentest und quantitativer Pigmentmessung der Linien werden in Übereinstimmung mit anderen Autoren die nachweisbaren Genotypen einer Allelenreihe ch+, ch1 und ch2 des ch-Locus zugeordnet. ch1/ch1 blockiert die Chlorophyll b-Synthese vollständig, ch2/ch2 nur etwa zu 90% gegenüber dem Wildtyp und in der Heterozygote ch2/ch1 wird offenbar die Blockade durch komplementative Effekte noch stärker aufgehoben (Superdominanz des ch2- über das ch1-Allel). Die in den Spaltungsgenerationen erhöhten Chlorophyll- und Carotinoid-Varianzen aller Genotypen gegenüber den Eltern weisen auf einen evtl. polygenen Hintergrund der Gesamtpigmentbildung hin, dessen physiologischer Wirkungsbereich aber relativ zu dem des Hauptgens ch begrenzt ist. Orientierende In-vitro-Versuche ergeben, daß im plastidenfreien Blattgewebe-Extrakt des Wildtyps ch+/ch+ ein Wirkstoffprinzip vorhanden ist, das belichtete Chloroplasten der in vivo pigmentdefekten Genotypen ch1/ch1 und ch2/ch2 zur Chlorophyll b-Synthese befähigt. Weiterführende Aussagen über Art, Umfang und Zeitpunkt der hierbei angenommenen Enzymaktivitäts- bzw. Substratsänderungen werden von Versuchen mit variierten Strahlungsbedingungen und verbesserten Nachweismethoden der Pigmentvorstufen erwartet.
Physiological genetics of quantitative characters in Arabidopsis thaliana (L.) Heynh.Part 1: segregation and biosynthesis of pigments in chlorophyll-b defect mutants Summary In biometric studies on the genetics of quantitative characters the problem of regulation of the activity of genes is rarely considered. Mutants of Arabidopsis thaliana (L.) Heynh. (Cruciferae), defective for chlorophyll b, permit a direct biochemical and physiological determination of their quantitative gene effects in the biosynthetic pathway of the plastid pigments. In agreement with other authors, the detectable genotypes are found to be based on multiple alleles (ch+, ch1 and ch2) at the ch locus. This evidence was obtained by test crosses of two mutants with the wild type and by a phaenotypic classification of the progeny on the basis of preparatory thin layer chromatography, paper chromatography tests of single plants, and quantitative spectrophotometry of the lines. In ch1/ch1 the synthesis of chlorophyll b is completely blocked, in ch2/ch2 only about 10 percent of the wild-type pigment is present, and in the heterozygote ch2/ch1 a complementation effect is observed (i. e. superdominance of ch2 over ch1) resulting in still more pigment production. In the segregating generations the variances for chlorophyll and carotinoids of all the genotypes are higher than in the parents and therefore suggest a possible polygenic background for pigment development. However, the physiological effect of the genetic background is slight as compared with the effect of the major gene ch. Preliminary experiments show that in tissue extracts of wild type leaves (ch+/ch+) there is an effective agent which enables irradiated chloroplasts of the defective ch1/ch1 and ch2/ch2 genotypes to synthesize chlorophyll b in vitro. Further information on the mechanism, extent and the time of action of the active agent should be obtained by varying the conditions of irradiation and by refining the tests for pigment precursors.
Die pigmentphysiologischen Untersuchungen wurden durch eine. Sachbeihilfe der Deutschen Forschungsgemeinschaft unterstützt. |
| |
| Keywords: | |
| 本文献已被 SpringerLink 等数据库收录！ |
|
