Molekulare Netzwerke zur Regulation der Peridermentwickung

• Antragstellerin: Professorin Dr. Laura Ragni, Ph.D.
• Fachliche Zuordnung: Zell- und Entwicklungsbiologie der Pflanzen
• Förderung: Förderung seit 2014
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 259156069

Das Periderm schützt wie eine Rüstung das Gefäßsystem der Pflanze vor biotischen und abiotischen Belastungen. Bei vielen Samenpflanzen wird es aus den meristematischen Zellen des Korkkambiums während des Dickenwachstums der Pflanzenorgane gebildet. Ähnlich wie das Gefäßkambium ist das Korkkambium als Zylinder von Zellen angeordnet, die sich bifazial teilen und sich zur Umgebung hin in Korkzellen und zum Gefäßsystem hin in Phellodermzellen unterscheiden. Wir haben bereits gezeigt, dass das Pflanzenhormon Auxin für die Entstehung und Aufrechterhaltung des Korkkambiums in Wurzeln erforderlich ist und dass die Transkriptionsfaktoren WOX4 und BP dem Auxin nachgeschaltet sind. Auffallend ist, dass Auxin auch für die Bildung des vaskulären Kambiums erforderlich ist und dass WOX4 und BP bekannte Regulatoren des vaskulären Kambiums sind, was die Frage aufwirft, wie die Auxin-Spezifität erreicht wird und ob sich die Identität der Stammzellen zwischen den Kambien unterscheidet. Durch den Einsatz von genetischen Werkzeugen, die die Auxin-Signalübertragung im Kork- oder Gefäßkambium in einem transkriptomischen Experiment spezifisch behindern, haben wir neue mutmaßliche Korkkambium-spezifische und zentrale Kambium-Regulatoren identifiziert. In der Fortsetzung dieses Projekts wollen wir die regulatorischen Netzwerke des Kork- und des Gefäßkambiums entschlüsseln und weitere Einblicke in die Integration/Kommunikation der beiden Kambien gewinnen, indem wir Verfahren nutzen, mit denen die Expression dieser neuen Regulatoren in einem spezifischen Stammzellkontext verstärkt oder reduziert werden kann. Gleichzeitig untersuchen wir die molekularen Determinanten der Identität des Korkkambiums mit Hilfe von Transkriptom Analyse einzelner Zellen. Schließlich versuchen wir zu verstehen, wie die Umwelt die Aktivitäten von Kork und vaskulärem Kambium moduliert, welches den Weg zur Identifizierung neuartiger Wurzelmerkmale für Züchtungsprogramme, zur Verbesserung der Widerstandsfähigkeit, von Pflanzen ebnen wird.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen