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Projekt
Identifizierung und molekulare Charakterisierung von Genen, die am Lebenszyklus von mehrjährigen Pflanzen beteiligt sind
Antragstellerin
Privatdozentin Dr. Maria Albani
Fachliche Zuordnung
Pflanzenzüchtung, Pflanzenpathologie
Förderung
Förderung von 2011 bis 2018
Projektkennung
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 196902457
Während der Domestizierung wurden durch gerichtete Selektion Pflanzen mit hohem Ertrag und kurzem Lebenszyklus gefördert. Daher sind heute die meisten Nutzpflanzen einjährig, während ihre wilden Vorfahren mehrjährig waren. Die Kultivierung einjähriger Pflanzen hat einen negativen Einfluss auf die Umwelt und ist auf Gegenden mit idealen Anbaubedingungen beschränkt. Aus diesem Grund verfolgen neue Züchtungsansätze die Entwicklung mehrjähriger Nutzpflanzen. Dieses Projekt verwendet Arabis alpina als Modell um die molekularen Mechanismen zu untersuchen, welche Blüte und Eigenschaften, welche in Zusammenhang mit Mehrjährigkeit stehen, regulieren. Im Vorfeld wurden in einem forward genetics Ansatz in A. alpina Gene identifiziert, welche die Blüte regulieren und welche zum Erhalt des mehrjährigen Habitus beitragen. In der ersten Phase schlug ich vor, eine mutagenisierte Population der perpetual flowering 1 Mutante (pep1) zu verwenden, um Mutanten zu identifizieren, welche den Blühzeitpunkt beeinflussen und pleiotrope Effekte auf die vegetative Entwicklung haben. Diese Studie zeigte, dass das A. alpina Ortholog von APETALA2 (AaAP2) die Blüte sowohl durch einen vernalisierungsabhängigen als auch unabhängigen Signalweg beeinflusst. Diese Rolle von AP2 wurde in Arabidopsis thaliana noch nicht gezeigt. Für die zweite Phase schlage ich vor, die Studien an AaAP2 auszuweiten und die Targets von AaAP2 durch Transkriptomanalysen und Chromatin-Immunpräzipitation zu identifizieren. In der ersten Phase identifizierte ich auch drei Mutanten, die die Blüte im Vergleich zu der pep1 Mutante beschleunigen, welche jedoch auch gleichzeitig pleiotrope effekten auf die Entwicklung der Infloreszenz haben. In der zweiten Phase möchte ich gerne die für diese Phänotypen verantwortlichen Gene isolieren und charakterisieren. Die zeitliche Koordinierung der Infloreszenzentwicklung unterscheidet sich in vielen temperaten Mehrjährigen von der Infloreszenzentwicklug in einjährigen Pflanzen; daher könnte die Identifizierung der verantwortlichen Gene Einblicke in diesen Prozess gewähren. A. alpina gehört zu den Brassicaceae. Daher kann das Verständnis der molekularen Mechanismen, welche die Blüte sowie den mehrjährigen Lebenszyklus regulieren, direkt in der Entwicklung mehrjähriger Nutzpflanzen der Gattung Brassica angewendet werden und erweitert gleichzeitig das Wissen um die Prinzipen, welche Mehrjährigkeit in weitläufig verwandten Mehrjährigen regulieren.
DFG-Verfahren
Schwerpunktprogramme
