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Auxin homeostase in Pflanzenorganen unter hohen Temperaturen

Projektleitung
Feraru Elena, Projektleiter/in
Laufzeit:
01.08.2018-31.07.2021
Programm:
Elise-Richter Stipendium
Art der Forschung
Grundlagenforschung

Weitere Informationen: https://www.dagz.boku.ac.at/en/kleine-vehn/

Mitarbeiter/innen
Beteiligte BOKU-Organisationseinheiten
Institut für Angewandte Genetik und Zellbiologie (IAGZ)
Gefördert durch
Fonds zur Förderung der wissenschaftlichen Forschung (FWF) , Sensengasse 1, 1090 Wien, Österreich
Abstract
Der menschliche Einfluss auf die Umwelt hat einen Klimawandel ausgelöst. Die letzten 30 Jahre waren wahrscheinlich die wärmsten in der nördlichen Hemisphäre im letzten Jahrtausend. Es wird erwartet, dass die globale Durchschnittstemperatur im Laufe des 21. Jahrhunderts noch weiter ansteigen wird. Die Temperaturerhöhung wirkt sich auch auf das Erdreich aus und reduziert dadurch noch zusätzlich die Produktivität unserer Nutzpflanzen.
Das Leben einer Pflanze ist eine permanente Antwort auf die Reize der Umwelt. Pflanzen müssen sich ständig an Umweltschwankungen anpassen, um ihr Wachstum und ihre Entwicklung aufrechtzuerhalten. Pflanzenhormone spielen für das Wachstum eine zentrale Rolle. Auxin ist eines der wichtigsten Hormone, da es eine Vielzahl an Reizen aus der Umwelt in ein Wachstumsprogramm überführt. PIN-LIKES (PILS) sind Proteine, die als mutmaßliche Auxin-Transporter identifiziert wurden. Sie sind für den intrazellulären Auxin-Transport im Endoplasmatischen Retikulum (ER) verantwortlich. Die PILS-Aktivität schottet Auxin im ER vermutlich ab und verhindert damit die Diffusion des Hormons zum Auxinrezeptor in den Zellkern. PILS-Proteine wirken sich demzufolge negativ auf das Auxin-Signal des Zellkerns aus und haben dadurch einen direkten Einfluss auf Wachstum und Entwicklung der Pflanze.
Im Gegensatz zur fest etablierten Rolle von Auxin im Hypokotyl und der Elongation der Blattstiele ist die Rolle von Auxin in Bezug auf die Reaktion der Wurzeln bei höherer Temperatur umstritten und noch nicht ausreichend erforscht. Ebenso wurde auch die Rolle von Auxin bei der Regulierung der Entwicklung der weiblichen Blütenorgane bei erhöhter Temperatur noch nicht genau untersucht.
Wenn man die bevorstehenden Konsequenzen der globalen Erwärmung in Betracht zieht, ist die Reaktion des Pflanzenwachstums in Bezug auf erhöhte Temperatur ein zeitgemäßes Thema. Diese Grundlagenforschung wird daher zusätzlichen Potential für weitere Felder in der angewandten Forschung haben. In diesem Projekt werde ich den molekularen Mechanismus des PILS6-abhängigen Auxin-Signals im Kern während der Entwicklung der Wurzeln und der Entwicklung der weiblichen Blütenorgane bei erhöhter Temperatur aufzeigen. Diese Studie soll zunächst neue Gene identifizieren die in der adaptiven Antwort der Organe auf erhöhte Temperatur involviert sind. Des Weiteren sollen Kontroversen in der Literatur aufgeklärt werden und ich möchte herausfinden ob der von mir entdeckte Auxin-abhängige Mechanismus bei verschiedenen Pflanzenorganen Anwendung findet. Drittens wird diese Forschungsarbeit das Verständnis für den Mechanismus der weiblichen Blütenorgane und der Fruchtentwicklung verbessern, hier wird der Auxin-Einfluss auf die Blütenentwicklung unter erhöhten Temperaturbedingungen erforscht.
Ich beabsichtige mit meinem Projekt Wissenslücken zu füllen und Kontroversen in Bezug auf die Antwort von Auxin auf die Umgebungstemperatur aufzulösen. Die Arbeit wird zu mehreren Forschungsfeldern beitragen, da es sich mit Temperwahrnehmung, intrazellulären Auxin Transport und adaptives Pflanzenwachstum befasst.
Schlagworte
Molekularbiologie; Pflanzenmorphologie; Pflanzenphysiologie;
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