Funktionelle Untersuchung der Rolle von PCH1 und PCHL bei der Phytochrom B-vermittelten Photomorphogenese

• Antragsteller: Professor Dr. Andreas Hiltbrunner
• Fachliche Zuordnung: Pflanzenphysiologie
• Förderung: Förderung von 2017 bis 2022
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 336146752

Phytochrome sind Photorezeptoren in Pflanzen, die bei der Anpassung des Wachstums und der Entwicklung an die Umwelt eine zentrale Rolle spielen. Die Lichtintensität und -qualität reguliert den Übergang von der inaktiven Pr- zur aktiven Pfr-Form der Phytochrome und umgekehrt. Der Pfr -> Pr Übergang kann zusätzlich auch über einen licht-unabhängigen Prozess erfolgen, den man als Dunkelreversion bezeichnet. Phytochrom B (phyB) ist in Keimlingen, die im Licht gewachsen sind, und in adulten Pflanzen besonders wichtig und wird für die Wahrnehmung von Licht im Rotbereich des Spektrums benötigt.Wir haben kürzlich zwei neue, phyB-bindende Proteine identifiziert, PCH1 und PCHL. Pflanzen, die PCH1 oder PCHL überexprimieren, sind hypersensitiv für Rotlicht, wogegen das Fehlen von PCH1 die Rotlicht-Sensitivität reduziert. Erste Experimente haben gezeigt, dass PCH1 und PCHL die Dunkelreversion von phyB verringern, wodurch die Menge an aktivem phyB erhöht wird.Im beantragten Projekt wollen wir im Detail untersuchen, über welche Mechanismen PCH1 und PCHL die phyB-Aktivität regulieren, wobei der Fokus auf der PCH1/PCHL-vermittelten Regulation der phyB-Dunkelreversion liegt. Ausserdem wollen wir untersuchen, ob die phyB-Signalleitung durch PCH1 und PCHL mit anderen Signalwegen verbunden wird, die PCH1/PCHL regulieren und so die Aktivität von phyB beeinfussen könnten. Eigene Daten und Daten aus der Literatur zeigen, dass andere Lichtsignalwege über PCH1/PCHL an phyB gekoppelt sind. Ausserdem könnten PCH1 und PCHL eine Rolle bei der Samenkeimung spielen, indem sie die Lichtempfindlichkeit von Samen erhöhen und eine Verbindung zu Karrikinen darstellen, die im Rauch von Feuer vorkommen und die Samenkeimung und Photomorophogenese fördern.Die Dunkelreversion von Phytochromen ist auch abhängig von der Temperatur, weshalb vorgeschlagen wurde, dass phyB als Temperatur-Sensor wirken könnte. Wenn PCH1 und PCHL die Dunkelreversion von phyB regulieren, wäre demnach zu erwarten, dass diese auch für die Perzeption der Temperatur eine Rolle spielen, was wir ebenfalls untersuchen wollen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen