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Projekt
Initiation der männlichen Keimbahn in Mais
Antragstellerin
Dr. Karina Katharina van der Linde
Fachliche Zuordnung
Zell- und Entwicklungsbiologie der Pflanzen
Förderung
Förderung seit 2021
Projektkennung
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 448353073
In Angiospermen entwickelt sich die männliche Keimbahn und damit der für die Fertilisation essentielle Pollen in den Antheren, welche somit eine enorme agrawirtschaftliche Relevanz, besonders in Getreidepflanzen, haben. Der erste Zelltyp, der sich während der Antherenentwicklung aus den Stammzellen des Antherenprimordiums differenziert sind die Keimbahnzellen. Jedoch ist nur wenig über die molekularen Faktoren bekannt, die an diesem Differenzierungsschritt beteiligt sind. In Reis, in Mais und in Arabidopsis thaliana wurden einige Komponenten, z. B. Ligand-Rezeptor-Paare, hypoxische Bedingungen und kleine RNAs, die nur teilweise konserviert sind in Angiospermen, identifiziert. Zu diesen Faktoren zählen unter anderem die in A. thaliana identifizierten antherenentwicklungsregulierenden BAM (BARELY ANY MERISTEM)-Rezeptoren, die auch an der Kontrolle anderer pflanzlicher Stammzellsyteme beteiligt sind. Zusammenfassend deuten die bisherigen Daten darauf hin, dass die Differenzierung der Stammzellen zu Keimbahnzellen einer hoch spezifischen Regulation unterliegt, die auf Signalen innerhalb der Anthere beruht. Um diese Vorgänge in Mais besser zu verstehen, sollen sowohl die Wechselwirkung verschiedener Regulationswege untersucht werden, als auch bisher unbekannte Faktoren identifiziert werden und Unterschiede zwischen Mais und A. thaliana in der männliche Keimbahnentwicklung untersucht werden. Hierzu werden: (i) Expressionsmuster und die Verteilung von kleinen RNAs in verschieden Antheren-Stammzellen mittels „laser capture microdissection“ und/oder Einzelzellsequenzierung untersucht; (ii) ein, auf diesem Weg identifizierter, neuartiger Faktore der Antherenentwicklung initial charakterisiert; und (iii) der Einfluss von ZmBAM-Rezeptoren und den zugehörigen Liganden, welche vermutlich zur Familie der ZmCLE (CLAVATA3 /EMBRYO SURROUNDING REGION-related)-Peptide zählen, auf Antheren-Stammzellen und die Ausbildung der männlichen Keimbahn in Mais analysiert. Damit sollen diese Studien zum Verständnis von Stammzellsytemen in Getreiden beitragen.
DFG-Verfahren
Forschungsgruppen
