• 14.00 - 14.05 Begrüßung

(E. Wagner, Freiburg)

• 14.05 - 14.45 Die Kompartimentierung des Grundstoffwechsels in komplexen Algen im Kontext der Endosymbiotentheorie

R. Cerff (Braunschweig)
 
• 14.45 - 15.05 Funktion und Evolution eines neuen Schlüsselenzyms der plastidären Glykolyse der Landpflanzen

J. Petersen (Braunschweig)
 
• 15.05 - 15.25 Cyanophora paradoxa als Modellorganismus für die Plastidenevolution

W. Löffelhardt (Wien)

Die Muroplasten (Cyanellen) der Glaucocystophyta haben als einziger Plastidentyp die Peptidoglykanwand ihres cyanobakteriellen Vorläufers behalten. Sie wurde allerdings in der Dicke reduziert und modifiziert, um den Erfordernissen einer Organellenwand - problemloser Durchtritt von ca. 2000 Polypeptiden unterschiedlicher Größe und Hydrophobizität - zu entsprechen. Die vergleichende Analyse verschiedenartiger Plastidengenome resultierte in der Forderung eines singulären primären endosymbiontischen Ereignisses. Demnach müßten Muroplasten, Rhodoplasten und Chloroplasten einen ähnlich aufgebauten Proteinimportapparat besitzen. Dafür spricht der heterologe Import von Precursors aus Cyanophora paradoxa und Rotalgen in Erbsenchloroplasten. Ungeklärt ist, weshalb der heterologe in vitro Import von Pflanzen-Precursors in Muroplasten nicht funktioniert.

• 15.25 - 15.45 Nukleotid-Sequenz und Phylogenie einer kern-kodierten Fructose-1,6-Bisphosphat-Aldolase aus Cyanophora paradoxa

A.A. Nickol, N.E. Müller, U. Bausenwein, H.E.A. Schenk (Tübingen)
 
• 15.45 - 16.05 Monophylie primärer Plastiden - Ein kleiner molekularbiologischer Exkurs

H.E.A. Schenk, N.E. Müller, A.A. Nickol (Tübingen)
 
 
• 16.05 - 16.35 Kaffee

• 16.35 - 16.55 Plastidenentwicklung und Arbuskuläre Mykorrhiza

T. Fester (Halle)

Im Verlauf der Arbuskulären Mykorrhiza werden in den Cortxzellen der Pflanzenwurzeln stark verzweigte Strukturen des Pilzes gebildet, die dem Austausch verschiedener Nährstoffe dienen. Die Plastiden der Cortexzellen sind wahrscheinlich im Rahmen der Fettsäurebiosynthese, des Kohlenhydratmetabolismus und der Stickstoffassimilation am Aufbau und an der Funktion dieser Strukturen beteiligt. Auch die Beobachtung der Mykorrhiza-induzierten Akkumulation von Apocarotinoiden läßt auf eine Veränderung des Plastidenmetabolismus schließen. Untersuchungen mit transgenen Tabakpflanzen (Quelle: Dr. M. Hanson und Dr. R. Köhler), deren Plastiden durch das grün-fluoreszierende Protein markiert sind, zeigen entsprechend dramatische Änderungen der zellulären Lokalisation der Plastiden in mykorrhizierten Wurzeln.
 

• 16.55 - 17.15 Expression und Regulation bakterieller Gene in Leguminosen-Wurzelknöllchen

U. Priefer (Aachen)
 
• 17.15 - 17.35 Rhizobium-Bakteroidenentwicklung in Erbsenwurzelknöllchen. Habitatadaptationen führen zur Bildung von hydrophoben Lipopolysacchariden

E. Kannenberg, R.W. Carlson (Tübingen)

Wir haben physiologisch bedingte Veränderungen im Lipopolysaccharid (LPS) des symbiontischen Bakteriums Rhizobium leguminosarum 3841 mit biochemischen und chemischen Methoden untersucht. Heiße Phenol/Wasser-Extraktion, gefolgt von Phasentrennung in eine hydrophile Wasser- und hydrophobe Phenolphase, wurden verwendet, um die verschiedenen LPS-Fraktionen zu isolieren. Das LPS aus Rhizobien, angezogen bei Standardbedingungen, extrahierte vornehmlich in die Wasserphase. Dagegen extrahierte LPS aus Rhizobien, kultiviert bei saurem pH-Wert, bei reduzierten Sauerstoffbedingungen und in Wurzelknöllchen, vornehmlich in die hydrophobe Phenolphase. Dem veränderten Extraktionsverhalten liegen Veränderungen im Polysaccharid- und Lipidteil der Moleküle zugrunde. Die LPS-Veränderungen scheinen auch Eigenschaften von ganzen Rhizobienzellen zu beeinflussen.
 

• 17.35 - 17.55 Interaktionen von Pseudomonas syringae mit Wirts- und Nichtwirtspflanzen in Abhängigkeit der Temperatur

I. Budde (Marburg)

Das Sojabohnenpathogen Pseudomonas syringae pv. glycinea produziert das Phytotoxin Coronatin (COR) in einer temperaturabhängigen Weise. Dabei ist die Synthese von COR bei 18 °C maximal während keine Toxinbildung bei 28 °C nachweisbar ist. Temperaturabhängige Untersuchungen haben gezeigt, daß COR während der Interaktion von P. syringae mit seiner Wirtspflanze der Sojabohne (kompatible Interaktion) eine wichtige Rolle für den frühen Infektionsprozess spielt. Im Gegensatz hierzu besitzt das Toxin keinen Einfluß auf die Ausbildung der hypersensitiven Reaktion (HR), der pflanzlichen Abwehrreaktion, die während der inkompatiblen Interaktion beobachtet wird. Interessanterweise spielt jedoch eine Vorstufe von COR, Coronafacienssäure (CFA), eine entscheidende Rolle für die Ausbildung der HR. Da CFA signifikante strukturelle Ähnlichkeiten mit dem globalen pflanzlichen Signalmolekül Jasmonsäure (JA) besitzt, ist davon auszugehen, daß CFA mit den Rezeptoren von JA im pflanzlichen Gewebe interagiert und somit entscheidend in den pflanzlichen Abwehrmechanismus eingreift.

• 17.55 - 18.15 Von guten und von bösen Bakterien - Signale und Signaltransduktion in der Bakterien - Pflanzen Interaktion

A. Meyer, A. Groß, U. Albus, S. Schröder, K. Schiene, K. Niehaus (Marburg)

Pflanzen stehen vor der komplexen Entscheidung Abwehrreaktionen gegen pathogene Mikroorganismen einzuleiten, oder mit symbiontischen Mikroorganismen zu kooperieren. Ziel der vorgestellten Arbeiten ist die Aufklärung der molekularen Mechanismen der Pathogen / Symbiont Unterscheidung. Das Modellsystem zur Untersuchung dieser Frage ist die Symbiose zwischen dem Bodenbakterium Rhizobium meliloti und der Wirtspflanze Medicago sativa (Luzerne), der Modell-Leguminose Medicago trunculata, sowie die Interaktion des phytopathogenen Bakteriums Xanthomonas campestris mit verschiedenen Pflanzen. Als wesentlicher Bestandteil dieser Erkennung konnten Signalmoleküle (bakterielle Lipopolysacharide) der Bakterien und Elemente der pflanzlichen Signaltransduktion (Calcium, Kinasen, MAP-Kinase, G-Proteine) identifiziert werden.
 
 

• 18.30 - 19.30 Abendessen

• 08.00 - 09.00 Frühstück

• 09.10 - 09.50 Reverse Genetik in Chloroplasten höherer Pflanzen

R. Bock (Freiburg)

• 09.50 - 10.10 Kodierung und Dekodierung plastidärer Genome höherer Pflanzen

R.M. Maier, R.G. Herrmann (München)

Die Entwicklung ursprünglich freilebender Prokaryoten zu Mitochondrien bzw. Plastiden war von einer massiven Umstrukturierung der einzelnen Genome begleitet, wobei die überwiegende Mehrheit der organellenkodierten Gene in das Kerngenom transferiert wurde. Ebenso tiefgreifende Veränderungen wie in der Genomstrukturierung fanden im Verlauf der Organellenevolution auch auf Ebene der Genexpression statt. Diese entwickelte sich in den Organellen zu einem äußerst komplexen regulatorischen Netzwerk, allein schon wegen der Genomkompartimentierung, wie man es bei den Cyanobakterien noch nicht vorfindet. Unser Interesse gilt der Beantwortung der Frage, wie die einzelnen Teilschritte der plastidären Genexpression miteinander verschaltet sind und wie durch Kombination einzelner Teilschritte eine gewebe- oder entwicklungsspezifische Wirkung zustandekommt.
 

• 10.10 - 10.30 Funktionsanalyse im Verlauf der Plastidenevolution neu hinzugewonnener Gene

A. Drescher, R.G. Herrmann, R.M. Maier (München)

Obwohl immer mehr Plastidengenome komplett sequenziert sind, gibt es noch eine Reihe offener Leseraster, die zwischen unterschiedlichen Arten hochkonserviert sind und auch exprimiert werden (ycf – hypothetical chloroplast reading frame). Die Funktion der Genprodukte dieser ycf’s ist unbekannt. Besonderes Augenmerk wird auf diejenigen ycf’s gelegt, zu denen bisher in Cyanobakterien keine Homologen gefunden wurden, die also möglicherweise während der Plastidenevolution neuerworben wurden: für ycf1 gibt es Homologe in sämtlichen Dikotyledonen inklusive im photosynthetisch inaktiven Parasiten Epifagus virgiana. Eine Funktion im Photosynthesebereich ist daher auszuschließen. ycf14, auch matK genannt, zeigt Homologie zur Domäne X einer Gruppe von Intronmaturasen in Pilzmitochondrien. Beide haben sich beim “knock-out”-Experiment als essentiell erwiesen, es müssen also Alternativen getestet werden, um die Funktion dieser Gene zu entschlüsseln.
 
 

• 10.30 - 11.00 Kaffee

 

 

• 11.00 - 11.20 Kern-Plastom-Inkompatibilität am Beispiel von Tabak / Atropa Cybriden

C. Schmitz-Linneweber, R. Regel, R.M. Maier, R.G. Herrmann (München)

Durch Zellfusion hergestellte Cybriden von N. tabacum und A. belladonna zeigen je nach Kern-Plastom-Kombination unterschiedlich vitale Phänotypen. Während Pflanzen mit Tabak-Kern und Atropa-Plastiden nicht von gesunden Tabakpflanzen zu unterscheiden sind, führt die reziproke Kombination zu einem albino-Phänotyp. Offensichtlich ist die Interaktion vom Atropa-Kern mit Tabak-Plastiden schwerwiegend gestört. Um die Ursachen für diese Inkompatibilität aufzuklären, wurde das komplette A. belladonna Plastiden-Chromosom sequenziert und mit dem bereits bekannten Tabakplastom verglichen. Zusätzlich wurden Expressionsstudien mit klassischer Northern- bzw. Westernanalyse, aber auch im „macroarray“  durchgeführt. Es gibt Hinweise, daß die kompartimentelle genetische Inkompatibilität in den intergenischen Bereichen des Plastoms lokalisiert ist.
 

• 11.20 - 11.40 Umfassende Transkript-/Transkriptionsanalyse plastidärer Chromosomen mittels "macroarray"-Techniken

J. Legen, R.G. Herrmann, R.M. Maier (München)

Plastiden enthalten wie auch Mitochondrien ein eigenes Genom, das Plastom, und einen eigenen genetischen Apparat zu dessen Dekodierung. Im Verlauf der Evolution haben sich im Rahmen der plastidären Genexpression Höherer Pflanzen eine Anzahl von Teilschritten etabliert, die man bei dem phylogenetischen Vorläufer der Plastiden, einem Cyanobakterium, noch nicht vorfindet. So haben sich Wege entwickelt, einen Plastidengenotyp gewebe- und entwicklungsspezifisch in unterschiedliche RNA-Populationen mit unterschiedlichem Informationsgehalt zu dekodieren. Um die komplexen Zusammenhänge plastidärer Genexpressionsschritte besser verstehen zu können, wurden umfassende RNA- Expressionsprofile der gesamten plastidären genetischen Information gewebe- und entwicklungsspezifisch sowie anhand geeigneter Mutanten untersucht.
 
 

• 12.00 - 13.00 Mittagessen

• 13.10 - 13.50 Die Hydrogenosomen anaerober Ciliaten und Chytridien sind convergente Adaptationen von Mitochondrien an anaerobe Lebensräume

J. Hackstein (Nijmegen)
 
• 13.50 - 14.10 Zeitaufgelöste Totalreflexions-Fluoreszenzmikroskopie: Untersuchungen des temperatursensitiven Membranmarkers Laurdan

H. Schneckenburger, K. Stock, J. Eickholz, M. Lyttek, W.S.L. Strauss, R. Sailer (Ulm)

Eine kompakte Beleuchtungseinheit zur Totalreflexons-Fluoreszenzmikroskopie, sieow ein Aufbau für Fluoreszenz-Spekroskopie und Imaging mit hoher Zeitauflösung (Nanosekunden) werden vorgestellt. Damit können Fluorophore im Bereich der Zytoplasmamembran selektiv erfasst werden. Als Beispiel dienen Messungen des temperatursensitiven Membranmarkers Laurdan, dessen Fluoreszenzbanden sich beim Übergang von der Gelphase zur flüssig-kristallinen Phase verändern. Ein unterschiedliches Temperaturverhalten von Plasmamembran und intrazellulären Membranen wurde beobachtet und u.a. auf unterschiedliche Cholesterinanteile dieser Membranen zurückgeführt.
 

• 14.10 - 14.30 Tiefenauflösende Totalreflexions-Fluoreszenzmikroskopie: Entwicklung eines kompakten Aufbaus und Anwendung in der Zellbiologie

R. Sailer, K. Stock, W.S.L. Strauss, M. Lyttek, H. Schneckenburger (Ulm)

Bei der Methode der Totalreflexionsfluoreszenzmikroskopie ("total internal reflection fluorescence microscopy", TIRFM) wird nahe der Oberfläche der zu untersuchendenProbe ein Lichtstrahl total reflektiert. Das hierbei auftretende evaneszente elektromagnetische Feld ermöglicht die Anregung grenzflächennaher Fluorophore. In der Zellbiologie können daher mittels TIRFM und geeigneter Fluorophore Vorgänge an der Zytoplasmamembran intakter  Zellen selektiv gemessen werden, wobei nur ein kleiner Teil der intrazellulär lokalisierten Fluoreszenzmarker sowie der Autofluoreszenz der Zellen erfasst wird. Vorgestellt wird der Aufbau eines neu entwickelten Kondensors für TIRFM, der durch die computergesteuerte Variation des Einstrahlwinkels eine Tiefenauflösung im Nanometerbereich ermöglicht. Anhand von Messungen mit organell- und ionenspezifischen Fluoreszenzmarkern werden die Möglichkeien dieser Methode vorgestellt.
 

• 14.30 - 14.50 Messungen des elektrischen Oberflächen-Summenpotentials bei Pflanzen mit Hilfe von Oberflächenelektroden

L. Lehner, J.T.P. Albrechtova, E. Wagner (Freiburg)
 
 
• 14.50 - 15.20 Kaffee

 
• 15.20 - 15.40 Methoden zur Messung intrazellulärer Calciumkonzentrationen mit Hilfe von Fluoreszenzsonden bei Untersuchungen zur photoperiodischen Regelung der Blühinduktion

P. Walczysko, J.T.P. Albrechtová, E. Wagner (Freiburg)
Eine Anwendung der simultan geladenen Fluoreszenzsonden Fluo-3 und Fura Red zur Messung der intrazellulären [Ca²⁺] in pflanzlichem Gewebe in vivo wird vorgestellt. Damit können Calciumkonzentrationen gemessen werden, ohne daß Artefakte durch unterschiedlich hohe Konzentrationen der Sonden in den Geweben entstehen. Dabei ist es nicht notwendig, Anregungslicht im UV-Bereich zu verwenden, wie bei den meistbenutzten calcium-sensitiven Fluoreszenzsonden, fura-2 und indo-1. Die Kombination von Fluo-3 und Fura Red ermöglicht Änderungen der Verteilung von [Ca²⁺]i im Sproßvegetationspunkt nach der Blühinduktion zu erfassen.
 
• 15.40 - 16.00 Mikrobioreaktoren mit integrierten Mikrosensoren: Erfassung verschiedener physiologischer Stoffwechselparameter in zellulären Systemen nach Inkubation mit toxischen Substanzen

J. Eich, E. Wagner (Freiburg)
 
• 16.00 - 16.20 Die Rolle von pH und Calcium bei der Blühinduktion

J.T.P. Albrechtova, E. Wagner (Freiburg)
 
• 16.20 - 16.40 Einfluß von Zucker auf die pH-Verteilung im Apikalmeristem

T. Wiedmann, J.T.P. Albrechtova, E. Wagner (Freiburg)
 
• 17.00 - 18.30 ISE-G Hauptversammlung / Peter Sitte Preis / Preisverleihung

 

 

• 19.00 - 20.00 Abendessen

• 08.00 - 09.00 Frühstück

 
• 09.10 - 09.50 Evolution von Stoffwechselwegen: Welche Antworten geben uns Stammbäume

C. Schnarrenberger (Berlin)

• 09.50 - 10.10 Stochastische Beschreibung genetischer Polymorphismen: Globale Dynamik

A. Fukshansky (Freiburg)

Wir stellen ein stochastisches Modell vor, daß die Anhäufung von Mutationen über Generationen in einer Population beschreibt. Dieses Modell spielt die Rolle einer vereinfachten Sprache, die es möglich macht, gewisse Fragen zu stellen und zu beantworten. Wir können vorhersagen, wieviele einzelne Mutationen nach einer Anzahl von Generationen zu erwarten sind, wir können angeben, wie die Wahrscheinlichkeit für einen Organismus in beliebiger Generation zu überleben, d.h. sich reproduzieren zu können, ist. Ebenso erlaubt das Modell zu untersuchen, ob es einen stationären Zustand für eine gegebenen Population gibt. Wir stellen fest, daß er existiert und können ihn beschreiben.
 

• 10.10 - 10.40 Kaffee

 

 

• 10.40 - 12.00 Abschlußdiskussion

Vorsitzende: H.E.A. Schenk (Tübingen), R. Cerff (Braunschweig)
 
 
• 13.00 - 14.00 Mittagessen

Tagungsort ist die 1998 neu eröffnete Ev. Heimvolkshochschule Ländlicher Raum Kohren-Salis, Pestalozzistrasse 60a, D-04655 Kohren-Salis (im malerischen Kohrener Land, südlich Leipzig auf halbem Weg nach Chemnitz, erreichbar mit PKW über die B 95, Abfahrt südlich Frohburg, mit der Bahn von Leipzig oder Chemnitz bis Geithain, von da mit Bus ca. 13 km in Richtung Kohren-Salis, Haltestelle Krankenhaus. Kohren-Salis ist ein kleines Städtchen mit 2 romanischen Burgruinen und bekannt durch seine Handweberei und eine über 450 Jahre alte Töpfertradition). Leipzig gedenkt J.S. Bach anläßlich seines 250. Todestages.

Das gut ausgestattete Tagungs- und Freizeitheim bietet preiswerte Unterbringung und Verpflegung mit Vollpension (Frühstück, Mittagessen, Nachmittagskaffee, Abendessen; s. Anmeldebogen).

Die Tagungsgebühr beträgt 25,- DM für Mitglieder (Stud. 10,- DM) und 35,- DM für Nichtmitglieder (Stud. 15,- DM). (Auf nachträgliche Anmeldungen wird ein Zuschlag von 10 DM (Stud. 5,- DM) erhoben, die Unterbringungen müssen dann eventuell außer Haus und zu den jeweils geforderten Preisen der Gastronomie arrangiert werden).