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Projekt
Errichtung und Aufrechterhaltung des Gerste Infloreszenzmeristems
Antragsteller
Professor Dr. Thorsten Schnurbusch
Fachliche Zuordnung
Zell- und Entwicklungsbiologie der Pflanzen
Förderung
Förderung seit 2021
Projektkennung
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 448353073
Pflanzliche Stammzellen stellen undifferenziertes meristematisches Gewebe dar, das dazu bestimmt ist, sich zu teilen und postembryonal für Wachstum zu sorgen. Während des Wachstums und der Entwicklung differenzieren sich bestimmte Zelllinien weiter und bilden letztendlich Organe und die gesamte Pflanze. Das aus Embryonen stammende apikale Wurzelmeristem (RAM) und das apikale Sprossmeristem (SAM) sind die ersten gebildeten Pflanzenmeristeme. Abhängig von Umgebungs- und Positionsmerkmalen wenden Zellen aus dem SAM Strategien an, um sogenannte Sekundärmeristeme zu spezifizieren, wodurch die gesamte oberirdische Pflanzenarchitektur geformt wird. Das erste Fortpflanzungsmeristem, d. h. das Infloreszenzmeristem (IM), bildet die Grundlage für alle Blütenstandvariationen. Interessanterweise treibt bei all diesen frühen Entwicklungsereignissen der Musterbildung und Morphogenese die hormonelle Regulation in konzertierter Wirkung zusammen mit Transkriptionsregulatoren die Entwicklung voran; tatsächlich gehört einer dieser wichtigen Regulatoren zur Familie der Homöodomänen (HD) enthaltenden WOX-(WUSCHEL-related Homeobox) Proteine, die verschiedene Rollen bei der Musterbildung von Stammzellnischen, der Zellteilung und der Organbildung definieren. Bei Getreiden ist die IM-Etablierung, Aufrechterhaltung und Signalgebung im Vergleich zu Arabidopsis nicht gut untersucht. Grundlegendes Wissen über die zelluläre Positionierung der SAM / IM-Stammzellnische, die Organisation von Zellen oder die periphere Zone fehlt in vielen wichtigen Getreidekulturen, einschließlich Gerste (Hordeum vulgare L.), vollständig. Wenn wir besser verstehen wollen, wie ein Gerstenblütenstand, der als Ähre bezeichnet wird, gebildet wird, ist ein grundlegenderer Einblick in die zelluläre Strukturierung der apikalen Sprossspitze eindeutig unerlässlich. Die wichtigste Arbeitshypothese dieses Forschungsprojekts ist, dass Gersten-WOX-Gene (HvWOX) eine wichtige Rolle bei der Etablierung und Aufrechterhaltung des Gersten-IM spielen und dass bei Gerste (und möglicherweise Triticeae) eine neu entwickelte und divergierende HvWOX-Genregulation im IM vorkommt. Dieses Projekt sucht daher (i) nach tieferen Einsichten in die Triticeae / Gras-WOX-Proteinphylogenie, (ii) eine verfeinerte und zellulär besser aufgelöste Transkriptanalyse relevanter HvWOX- und potenzieller Stammzellenmarkergene zu erhalten, (iii) um transgene HvWOX-Reporterlinien zu verwenden um die Zelllokalisation sowie die Bewegung von Zelle zu Zelle zu überprüfen und schließlich (iv) mutierte HvWOX-Gene phänotypisch zu charakterisieren.
DFG-Verfahren
Forschungsgruppen
