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Title: Physiological and molecular aspects of flower senescence in Lilium longiflorum
Other Titles: Aspetti fisiologici e moleculari della senescenza florale in Lilium longiflorum
Authors: Battelli, Riccardo
Keywords: Lilium;Fiore;Senescenza;Caspasi;VPE;Ormoni;Flower;Senescence;Caspases;Hormones
Issue Date: 19-Mar-2010
Publisher: Università degli studi della Tuscia - Viterbo
Series/Report no.: Tesi di dottorato di ricerca. 22. ciclo;
Abstract: 
The flower is the organ involved in plant reproduction and is removed once pollinated or after a given period of time depending from the species. Flower senescence allows resource allocation to developing ovary or to other plant organs. Understanding the underling mechanisms of flower senescence would be extremely useful for improving post-harvest flower quality and longevity. Senescence is certainly an irreversible and programmed event which culminates with cell death and several indications point to this process as a form of programmed cell death (PCD). Physiological and biochemical changes occurring during lily senescence were described. The process of senescence starts three days after flowering, before visible signs of wilting. Mesophyll cell degradation accompanies the appearance of visible signs of senescence and is associated with vacuole permeabilization and rupture. Changes in protein content are accompanied by the increase in total protease activity, caspase-like protease activation, DNA degradation and alteration of the endogenous hormone levels. cDNAs encoding cysteine proteases were isolated from lily tepals and sequenced. The genes codify for KDEL-proteases of 356 aa (LlCyp9 and LlCyp20) belonging to the papain-like family and VPEs of 480 aa (LlVPE4 and LlVPE5) belonging to the legumain family. The expression of LlCyp9 increased during tepal senescence and decreased in completely wilted tissues. Western blotting with an antibody raised against a tomato KDEL-cysteine protease identified homologous proteins in lily tepals. Transient expression of LlCyp9 fused with YFP reporter localized the protease within the ER. LlVPE4 expression was high in tepals form flower bud and opening flower, while decreased during flower senescence. Moreover, VPE activity was detected in crude extracts from lily tepals using a fluorogenic substrate.

Il fiore è l’organo deputato alla riproduzione e viene rimosso dopo l’impollinazione o dopo un certo periodo di tempo in dipendenza della specie. La senescenza del fiore permette la ridistribuzione dei nutrienti verso l’ovario in crescita o altre parti della pianta. La conoscenza dei meccanismi che stanno alla base della senescenza è uno strumento estremamente utile per il miglioramento della qualità post-raccolta e della longevità del fiore. Tale processo culmina con la morte cellulare e diverse evidenze la indicano come una forma di morte cellulare programmata (PCD). In questo lavoro sono stati descritti cambiamenti biochimici e fisiologici che avvengono durante la senescenza fiorale di Lilium longiflorum e sono stati isolati e sequenziati cDNA che codificano per proteasi cisteiniche. Il processo di senescenza in Lilium comincia tre giorni dopo l’apertura fiorale e prima che si manifestino segni visibili di senescenza. La degradazione del mesofillo determina i primi segni visibili di senescenza ed è accompagnata dalla perdita di permeabilità e rottura del vacuolo. Il cambiamento del contenuto di proteine è accompagnato dall’aumento dell’attività proteasica, dall’attivazione di attività caspasi simile, dalla degradazione del DNA e dal cambiamento dei livelli ormonali endogeni. I geni isolati dai tepali codificano per proteasi di 356 aa (LlCyp9 e LlCyp20) con dominio KDEL C-terminale, appartenenti alla famiglia della papaina, e per VPE di 480 aa (LlVPE4 e LlVPE5) appartenenti alla famiglia della legumaina. L’espressione del gene LlCyp9 aumenta durante la senescenza e diminuisce nei tessuti in uno stadio avanzato di appassimento. L’analisi tramite western blotting effettuata utilizzando un anticorpo contro una proteasi KDEL di pomodoro ha evidenziato la presenza di proteine omologhe in estratti di Lilium. L’espressione della proteasi LlCyp9, fusa con il reporter fluorescente YFP, ha permesso la localizzazione nel reticolo endoplasmatico. L’espressione della LlVPE4 è alta nei tepali del fiore chiuso e diminuisce durante la senescenza. Inoltre, usando un substrato fluorescente, è stata misurata l’attività enzimatica delle VPE nell’estratto grezzo dei tepali.
Description: 
Dottorato di ricerca in Ortoflorofrutticoltura
URI: http://hdl.handle.net/2067/991
Rights: If not otherwise stated, this document is distributed by the Tuscia University Open Archive under a Creative Commons 2.0 Attribution - Noncommercial - Noderivs License (http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/2.0/)
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