Molecular and physiological characterisation of the two Arabidopsis thaliana mutants atpd and petc

Bei Arabidopsis thaliana kodieren die Kern-Gene PetC und AtpD fur das Rieske Protein des Cyt b6/f Komplexes bzw. fur die d-Untereinheit der chloroplastidaren ATP Synthase. Null Allele fur diese beiden Loci wurden mittels \Forward und \Reverse Genetik identifiziert. Im Gewachshaus kultivierte Pflanzen sind keimlings lethal, wahrend heterotroph kultivierte Pflanzen hingegen einen \high-chlorophyll-fluorescence Phanotyp zeigen. Dies weist darauf hin, das die Produkte der PetC und AtpD Gene essentiell fur die Photosynthese sind. In Sterilkultur wurden auch eine veranderte Pigmentierung der Blatter und erhohte Photoinhibition beobachtet. Das Fehlen des Rieske Proteins destabilisiert den Cyt b6/f Komplex und bewirkt eine veranderte Zusammensetzung der Thylakoidmembran Proteine Komplexe, besonders die von PSII. Bei der petc-2 Mutante ist der lineare Elektronenflus blockiert, was zu einem verandertem Redoxstatus des primaren Akzeptor QA von PSII und des P700 Chlorophyll im Reaktionszentrums in PSI fuhrt. Das Fehlen der d-Untereinheit der chloroplastidaren ATP Synthase fuhrt zu einer Destabilisierung des ATP Synthase Komplexes. Der Cyt b6/f Komplex und die Photosysteme hingegen sind vorhanden und erlauben unter bestimmten Bedingungen einen photosynthetischen Elektronenflus. Bei der atpd-1 Mutante wurde ein erhohtes nicht-photosynthetisches Quenching der Chlorophyll Fluoreszenz and ein hoherer De-epoxidationsstatus der Xanthophyll Zyklus Pigmente bei Niedrig-Licht Bedingungen beobachtet. Dies ist stimmig mit einer erhohten Azidifizierung des Thylakoidlumens bedingt durch den Defekt in der chloroplastidaren ATP Synthase. Weitere und klare Unterschiede zwischen den zwei Mutanten wurden bei Untersuchung von mRNA Expressionsprofilen von Kern kodierten Chloroplasten Proteinen deutlich: die veranderte Chloroplastenphysiologie beider Mutanten lost verschiedene Plastiden Signale und Kern-Antworten aus.