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TRR 175:  Der Chloroplast als zentraler Knotenpunkt der Akklimatisation bei Pflanzen

Fachliche Zuordnung Biologie
Förderung Förderung seit 2016
Projektkennung Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 270050988
 
Da Pflanzen sich ändernden Umweltbedingungen nicht entkommen können, haben sie eine bemerkenswerte Fähigkeit zur physiologischen Anpassung (Akklimatisation) entwickelt. Der TR175 untersucht insbesondere reversible Antworten auf Änderungen in Lichtintensität und Temperatur. Hierbei hat sich herauskristallisiert, dass der Chloroplast ein zentraler Knotenpunkt ist: er ist sowohl Haupt-Sensor als auch wichtiges Ziel essentieller Akklimatisationsprozesse. Der TR175 führt Wissenschaftler aus München, Kaiserslautern und Berlin/Golm zusammen, um eine einzigartige Expertise auf dem Gebiet der Biologie des Chloroplasten in den drei Modellsystemen Arabidopsis, Tabak und Chlamydomonas zu bündeln. In der ersten Förderperiode haben wir Modulatoren und Integratoren für die Anpassung an Kälte, Hitze und Hochlicht identifiziert und untersucht. Ohne Modulatoren sind entsprechende Umwelt-Anpassungen beeinträchtigt, während man unter Integratoren solche Modulatoren versteht, die in mindestens zwei verschiedenen Anpassungs-Prozessen agieren. Die Verquickung von quantitativen mit systembiologischen Ansätzen haben das Konsortium außergewöhnlich bereichert und haben zusammen mit genetischen und physiologischen Ansätzen ausgeprägte Synergieeffekte herbeigeführt.In der nächsten Förderperiode werden wir die vier tragenden Säulen für den TR175 weiterführen und ausbauen. Säule A untersucht Genetische Modulatoren und wird sich vermehrt mit der Translation im Chloroplasten und längeren Akklimatisationszeiträumen beschäftigen. Säule B nutzt vor allem quantitative Ansätze zur Untersuchung Metabolischer Modulatoren und wird sich in der nächsten Förderperiode auch mit Anpassungen an fluktuierende Lichtintensitäten befassen. Säule C wird bei der Untersuchung von Signal-Modulatoren vermehrt auch das nukleär-cytosolische Kompartiment einbeziehen und Umweltfaktoren wie Trockenheit und fluktuierende Lichtintensitäten berücksichtigen. Säule D wird weiterhin verschiedene bioinformatische Ansätze zur Modellierung von Akklimatisationsvorgängen bezüglich metabolischer Reaktionen, Signalleitungsvorgängen und Genregulationsnetzwerken entwickeln und anwenden. Das Konsortium-übergreifende zentrale wissenschaftliche Projekt Z1 wird wie bisher zentraler Anlaufpunkt für quantitativ-biologische Vorgehensweisen sein und zudem Ansätze aus dem Bereich „Evolution im Labor“ einsetzen, um neue Modulatoren und Integratoren zu ermitteln. In der neuen Förderperiode werden wir zudem Leindotter (Camelina sativa) als Modell-Nutzpflanze nutzen. Insgesamt erwarten wir, dass unsere Untersuchungen der Komponenten und Mechanismen der Akklimatisation im Kontext des Chloroplasten zu neuen Ansätzen führen, die großes Potential haben, eine Anwendung bei Nutzpflanzen zu finden.
DFG-Verfahren Transregios

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Antragstellende Institution Ludwig-Maximilians-Universität München
 
 

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