The perception of positional information for specification of lateral organ founder cells in the shoot apical meristem of Arabidopsis thaliana

• Applicant: Professor Dr. Wolfgang Werr
• Subject Area: Plant Cell and Developmental Biology
• Term: from 2012 to 2020
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 223136195

Die Funktion des Sprossapikalmeristems (SAM) von Arabidopsis thaliana ist in Bezug auf die Stammzellhomöostase in der zentralen Zone recht gut untersucht, demgegenüber steht auf molekularer Ebene ein Defizit, wie Zellen der umliegenden peripheren Zone als Gründerzellen für neue Seitenorgane rekrutiert werden. Der Import und die Perzeption von Auxin korrelieren zwar frühzeitig mit der Anlage neuer Organe, ein kausaler Zusammenhang mit der Determination von Gründerzellen ist aber bis jetzt unbewiesen. Vor diesem Hintergrund gewinnen die Expressionsmuster des Gens DORNRÖSCHEN-LIKE (DRNL) im Infloreszenz- und Blütenmeristem Bedeutung, da DRNL-positive Zellen Blütenorgane wesentlich früher vormustern als Auxin-Maxima sichtbar werden. Hierbei korreliert anfänglich die Anzahl DRNL-exprimierender Zellen sehr gut mit der aus klonalen Analysen abgeleiteten Zahl von Gründerzellen für unterschiedliche Blütenorgane. Der DRNL Promotor bietet daher eine neue, und bisher einzigartige Möglichkeit regulatorische Promotorelemente (Enhancer/Silencer) zu identifizieren, die unmittelbar mit zellulären Entscheidungen in der peripheren Zone des SAM korreliert sind. Die Identifikation von interagierenden Transkriptionsfaktoren kann Zugang zu den zugrunde liegenden Signalen liefern und z.B. den Beitrag von Auxin klären, sie kann aber auch unbekannte molekulare Mechanismen aufzeigen. Die Etablierung der notwendigen positionalen Information sowie ihre Verarbeitung sind neben Stammzellhomöostase die wesentlichsten Funktionen des SAM, sie sind grundlegend für die artspezifische Phyllotaxis und offene Fragen in der Pflanzenentwicklung.

• DFG Programme: Research Grants