Funktionelle Untersuchungen von FLORICAULA und KNOX-Genen in Eschscholzia californica Cham.

FLORICAULA (FLO) und KNOTTED1-like Homöobox (KNOX)-Gene übernehmen neben ihren konservierten Funktionen in der Achsenentwicklung in verschiedenen Eudikotylen eine Funktion in der Fiederblattentwicklung. Zur Klärung der Frage nach dem ursprünglichen Regulationsweg der Fiederblattentwicklung in Hinblick auf FLO und KNOX-Gene innerhalb der Eudikotylen wurde hier die Bedeutung dieser Gene für die Fiederblattentwicklung von Eschscholzia californica als Modell für die Ranunculales, die Schwestergruppe aller anderen Eudikotylen untersucht. Es wurde ein Protokoll zur Erzeugung von somatischen Embryonen aus unreifen Samen entwickelt. Wege zur Herstellung von Mutanten durch Agrobacterium-vermittelte Transformation werden vorgeschlagen. Die Bedeutung von Auxin für die Blattentwicklung und die Untersuchung der Interaktion von ESCHSCHOLZIA CALIFORNICA FLORICAULA (EcFLO) und des KNOX- Gens ESCHSCHOLZIA CALIFORNICA SHOOT MERISTEMLESS (EcSTM) mit Auxin wurde durch Hemmung des Auxintransports untersucht. Trotz gravierender Störungen in der Blattpositionierung und -morphologie konnten Expressionsänderungen beider Gene nicht nachgewiesen werden. Ein Funktionsverlust von EcFLO und KNOX-Genen in E. californica wurden mittels Virus induziertem Gen Silencing (VIGS) erzeugt. VIGS von EcFLO rief keinen Phänotypen hervor. VIGS des KNOX-Gens EcSTM erzeugte dagegen in einigen Pflanzen eine Reduktion der Fiederzahl. Auch molekularbiologisch konnte das Silencing von EcSTM, nicht aber das Silencing von EcFLO nachgewiesen werden. Die Ergebnisse belegen die Notwendigkeit des ungestörten Auxintransports für die Blattentwicklung von E. californica und machen die Beteiligung des KNOX-Gens EcSTM an der Blattentwicklung wahrscheinlich. Die Beteiligung von EcFLO an der Fiederbildung konnte nicht nachgewiesen werden.

Besides their conserved function in the development of the plant axis, FLORICAULA (FLO) and KNOTTED1-like homeobox (KNOX)-genes both play a role in dissected leaf development of some eudicot species. The aim of this work was to elucidate the ancestral genetic pathway of dissected leaf development in eudicots with regard to FLO and KNOX. Eschscholzia californica was used as a model plant for the Ranunculales, the sister group of all other eudicots. A protocol to obtain somatic embryos via callus culture from unripe seeds was established and methods to produce stable mutants via Agrobacterium-mediated transformation are proposed. The importance of auxin for leaf development and the interaction of auxin and ESCHSCHOLZIA CALIFORNICA FLORICAULA (EcFLO) and the KNOX-gene ESCHSCHOLZIA CALIFORNICA SHOOT MERISTEMLESS (EcSTM) was investigated by inhibiting auxin transport. The inhibition of auxin transport caused serious defects in leaf positioning and leaf development, but no altered expression of either genes was obvious. Virus induced gene silencing (VIGS) was used to cause a loss of function of EcFLO and EcSTM. While VIGS of EcFLO showed no phenotypic effect, some EcSTM-silenced plants showed a slight reduction of leaflet number. The silencing of EcSTM was confirmed by RNA expression profiles. These results document the importance of undisturbed auxin transport for leaf development in E. californica and suggest EcSTM to be involved in dissected leaf development in E. californica while the role of EcFLO could not be clarified.