Accumulation of a Metallothionein-like mRNA in Norway Spruce Under Environmental Stress.

Differential screening of a Norway spruce (Picea abies L., Karst) cDNA library with probes from damaged and symptomless trees identified a cDNA clone of a 650 nt metallothionein-like (MTL) mRNA as damage-related. Northern blot analysis revealed an about six-fold increase of the MTL mRNA in damaged trees in 1 year and a two-fold increase in the consecutive year. In the N-terminal domain this MTL mRNA comprises typical CysXCys motifs of a subgroup of class II MTL proteins found in kiwi and a few other plant species. In the C-terminal domain, however, the Norway spruce MTL protein is different to the kiwi subgroup and also distinct from a novel Douglas fir metallothionein-related protein, respectively. Hence, the cDNA identified during this study may represent a new type of MTL protein in plants. The accumulation of this MTL mRNA in needles of trees growing in an area of high ozone, sulphur dioxide and nitrogen oxide input and showing clear symptoms of forest decline may be a senescence effect or may play a role in the metal-mediated regulation of the intracellular activated oxygen concentration. [ABSTRACT FROM AUTHOR]

ZusammenfassungAnreicherung einer Metallothionein-ähnlichen mRNA in Fichte UmweltstrebDifferentielles Screening einer cDNA-Bank aus Fichte (Picea abies L. Karst) mit Sonden aus geschädigten und symptomlosen Bäumen identifizierte eine 650 nt lange Metallothionin-ähnliche (MTL) mRNA als schadenskorreliert. In Northernblot-Analysen konnten in Juliproben zweier aufeinanderfolgender Jahre ein sechsfacher und ein zweifacher Anstieg der MTL-mRNA nachgewiesen werden. Im N-terminalen Bereich weist dieses Protein typische CysXCys-Motive einer Untergruppe von Klasse II-MTL-Proteinen aus Kiwi und einigen anderen Pflanzen auf. In der C-terminalen Region weicht das MTL-Protein aus Fichte jedoch von dieser Untergruppe ab und ist auch verschieden von einem neuartigen Metallothionin-verwandten Protein aus der Douglasie. Daher handelt es sich vermutlich um einen neuen Typ eines MTL-Proteins in Pflanzen. Die erhöhte Expression des MTL-Proteins in Fichten aus einem Gebiet mit hohem Ozon-, Schwefeldioxid-und Stickoxid-Eintrag und mit den typischen Symptomen der neuartigen Waldschäden mag ein Seneszenzeffekt sein oder eine Rolle spielen in der Metallionen-vermittelten Regulation der Konzentration aktivierten Sauerstoffs in der Zelle. [ABSTRACT FROM AUTHOR]