Auxin homeostase für stomata und stress biologie
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- Biotechnologie
Abstract
Sesshafte Pflanzen müssen ihre ständig ändernde Umgebung wahrnehmen und diese Informationen in ihrem Wachstumsprogramm aufnehmen. Pflanzliche Hormone spielen bei dieser Integrationsleistung eine herausragende Rolle. Das Hormon Auxin reguliert konzentrationsabhängig eine Vielzahl an Entwicklungsprozessen. Daher müssen die Auxin Konzentrationen in der Zelle sehr streng reguliert werden. Neben Auxin-Metabolismus, ist auch die subzelluläre Auxin-Kompartmentalisierung ein wichtiger Mechanismus um Auxin Antworten zu definieren. PILS Proteine repräsentieren putative Auxin Transporter am Endoplasmatischen Retikulum (ER). PILS Aktivität reduziert die Auxin Konzentration indem vermutlich die Auxin Konjugation zu Aminosäuren erhöht werden. Dementsprechend beeinflusst die PILS-abhängige Auxin Homöostase die Auxin Signalwege und daher das pflanzliche Wachstumsverhalten. Momentan studiere ich evolutionäre Aspekte der PILS Proteinfamilie in der Arbeitsgruppe Kleine-Vehn. Während dieser Forschung konnte ich zeigen dass PILS Proteine das pflanzliche Wachstum bei Trockenstress verbessern können. Daher habe ich angefangen PILS Funktionen genetisch zu verändern, um die Rolle von Auxin in Stress Adaption zu studieren. Meine bisherigen Daten zeigen dass PILS Proteine die Auxin Antwort in Spaltöffnungen (Stomata) beeinflusst. Dieser Mechanismus erlaubt die Öffnung und Schließung der Stomata und reguliert damit die Transpirationsrate. Drei (PILS2, 3 und 6) der sieben PILS Gene sind in diesen Zellen aktiv und bisher konnte ich die PILS6 Funktion in der Stomata Öffnung aufzeigen. Auxin wurde bereits mit Stomata-Regulierung in Verbindung gebracht, jedoch blieb die physiologische Rolle bisher verborgen. Meine Daten weisen darauf hin, dass die subzellulär definierte Auxin Homöostase die Spaltöffnung in Bezug zu Umweltbedingungen stellt. Daher möchte ich zum einen die Redundanz der drei PILS Proteine in dieser Antwort herausarbeiten und zum anderen verstehen wie interne und externe Signale die PILS-abhängige Stomata Funktion beeinflussen. Dieses Projekt wird die Bedeutung von der PILS gesteuerten Auxin Homöostase für die Spaltöffnung aufzeigen. Meine Arbeiten werden unser Verständnis für adaptives Pflanzenwachstum unter Stressbedingungen erweitern. Da diese Forschung Erkenntnisse über trockenresistentes Pflanzenwachstum liefern wird, könnte sie daher in der Zukunft dazu dienen die Produktivität von Nutzpflanzen zu steigern.
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