A brasszinoszteroidok szerepének vizsgálata a növényi szervek morfogenezisének szabályozásában = The regulatory role of brassinosteroids in the morphogenic determination of plant organs

A brasszinoszteroidok (BR-ok) novenyi szteroid hormonok, amelyek fontos szerepet jatszanak az egyedfejlődesi es reproduktiv funkciok szabalyozasaban. Munkank celja olyan tenyezők azonositasa volt, amelyek a sejtek szenzitizalasa, ill. a hormon felhalmozasa reven befolyasolhatjak a BR valaszreakciokat. Kimutattuk, hogy a feltetelezett egyenletes kifejeződessel szemben a BR receptort kodolo BRI1 gen differencialt szerv- es fejlődes-specifikus expressziot mutat. BRI1 promoter-riporter fuziokat hordozo transzgenikus Arabidopsis vonalainkban a fokozott hormonerzekenyseg szoros korrelaciot mutatott a receptor erős kifejeződesevel, jelezve a receptor sűrűseg es a valaszreakcio kialakulasa kozti kapcsolatot. Masreszt meghataroztuk az aktiv BR formak korabban ismeretlen szintjet az Arabidopsis egyes szerveiben, igazolva, hogy a hormon felhalmozodas merteket joreszt a bioszintetikus genek transzkripcios szintű szabalyozasa hatarozza meg. A sebesseg-meghatarozo CPD/CYP90A1 enzimről episztazis analizissel kimutattuk, hogy az a szintezis hatekonysagat kozvetlenul a BR szintezis első reakciojat kovetően kontrollalja. Az anyagcsereut utolso, meg tisztazatlan enzim funkciojat karakterizalva meghataroztuk, hogy a CPD/CYP90A1 a szteroid vaz C-3 poziciojanak oxidaciojaert felelős. Ezzel egyuttal kiserletes bizonyitekot szolgaltattunk egy uj, a korabban ismertnel hatekonyabb BR szintezisut in vivo jelentősegere. | Brassinosteroids (BRs) are steroidal plant hormones controlling morphogenesis and reproductive development. The aim of our project was to elucidate basic mechanisms that influence BR responses by modulating cellular susceptibility or accumulation of the biologically active hormone. We demonstrated that, in contrast to an earlier concept of ubiquitous expression, the BRI1 gene encoding the BR receptor shows differential organ-specific and developmental activity. Our BRI1 promoter-reporter constructs revealed that in Arabidopsis elevated BRI1 expression coincides with increased BR responsiveness, suggesting an important role for receptor abundance in the initiation of BR signaling. In a different approach we determined the hitherto unknown distribution of active BRs in the various organs of Arabidopsis, and provided evidence that the transcriptional control of BR biosynthetic genes efficiently regulates hormone accumulation. We have shown that CPD/CYP90A1 is a key enzyme of BR biosynthesis and, using epistasis analysis, we demonstrated that it controls intermediate flow immediately downstream of the first committed step of the BR pathway. Characterizing the last unknown enzyme function in the BR pathway, we clarified by in vitro enzyme assays that CPD/CYP90A catalyzes the C-3 oxidation of early BR intermediates. Based on this result we proposed an enzymologically well supported novel BR biosynthetic pathway.