Molekulargenetische Charakterisierung des Eisen-Phytosiderophor-Transports in Gramineen

• Applicant: Professor Dr. Nicolaus von Wirén
• Subject Area: Plant Breeding and Plant Pathology
• Term: from 1998 to 2003
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 5118159

Zur Aneignung von Eisen (Fe) geben Gramineen Phytosiderophore (PS) ab und nehmen Fe(III)-PS über ein postuliertes Transportprotein in der Wurzelmembran auf. Ziel des Projekts sind die Isolierung der Gene und die molekulare Charakterisierung des Fe-PS-Transports an der Plasmamembran von Maiswurzeln. Da die Gelbstreifigkeit der Maismutante ys1 auf einem Defekt in der Aufnahme von Fe-PS beruht, soll das ys1-Gen über TransposonTagging isoliert werden. In Vorversuchen wurden Nachkommen aus einer Kreuzung von ys1 mit einer Transposon-aktiven Maislinie (Mutator) "gescreent". Eine Pflanze, die den Phänotyp der ys1Mutante zeigte, wurde selektiert und geselbstet. Über Rückkreuzungen und Kopplungsanalyse zwischen Mu-Transposon-Insertionen und xs1-flankierenden RFLP-Markern soll das in YS1 inserierte Mu-Transposon identifiziert und das YS1-Gen sequenziert werden. Parallel soll der gleiche Ansatz mit der ys3-Mutante durchgeführt werden, deren gelbstreifiger Phänotyp auch durch Fe-Düngung behoben werden kann. Für einen Funktionsnachweis sollen die YS-Gene in Wildtyp-Mais und in den ys-Mutanten überexprimiert werden. Alternativ dazu soll versucht werden, Fe-PSTransporter über Hefekomplementation zu isolieren. Ausgewählte Hefestämme sollen mit einer cDNA-Expressionsbank transformiert und auf N-Mangel-Medium ausplattiert werden, in dem PS bzw. Fe-komplexierte PS als einzige Stickstoff-Quelle verfügbar sind. Gene aus beiden Ansätzen sollen in Hefe und Xenopus-Oocyten exprimiert und die Transporteigenschaften ihrer Proteine analysiert werden.

• DFG Programme: Priority Programmes
• Subproject of: SPP 1005: Genetische und molekulare Aufklärung von Prozessen der Merkmalsausprägung bei Nutzpflanzen