Timing der Entwicklung: Die Rolle von SRR1 an der Schnittstelle zwischen zirkadianer Uhr und Blühzeitkontrolle

• Antragsteller: Dr. Mikael Johansson, Ph.D.
• Fachliche Zuordnung: Pflanzenphysiologie
• Förderung: Förderung von 2015 bis 2019
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 280344460

Der pflanzliche Lebenszyklus teilt sich in drei unterschiedliche Entwicklungsphasen auf. In der ersten juvenilen, Phase können Pflanzen noch nicht auf blüh-induzierende Signale antworten reagieren. In der folgenden adulten Phase, hat die Pflanze die Möglichkeit zum Blühen erworben, ihr Focus liegt aber auf Wachstum und der Produktion von Biomasse, bis die Umgebungsbedingungen geeignet sind, um die Reproduktion einzuleiten. In der letzten Phase, der reproduktiven Phase, investiert die Pflanze ihre Energie in die Blütenproduktion und anschließend in die Produktion von Früchten und Samen, um eine neue Generation von Nachkommen hervorzubringen. Damit dies gelingt, muss der Übergang zwischen den Entwicklungsphasen zeitlich genau mit den herrschenden Umweltbedingungen abgestimmt sein. Ein sehr wichtiges Signal, das die Übergänge zwischen den Entwicklungsphasen beeinflusst, ist daher die Tageslänge. Die Bestimmung der Tageslänge erfolgt durch die zirkadiane Uhr, welche den photoperiodischen Blühsignalweg kontrolliert.In Arabidopsis fördert die zirkadiane Uhr das Blühen im Frühling und Sommer durch die Expression des Blühintegrations-Gens FT, bei dem es sich um einen Teil des sogenannten Florigens handelt.SENSITIVITY TO RED LIGHT REDUCED 1 (SRR1) ist ein Protein mit bisher unbekannter Funktion, welches die Kontrolle der zirkadianen Uhr und des Blühzeitpunkts in Arabidopsis beeinflusst. Wir haben kürzlich gezeigt, dass SRR1 als Blührepressor in nicht-induktiven kurzen Tageslängen aktiv ist indem es die Expression von FT-Repressoren fördert.Ziel meiner Untersuchungen soll die genaue Aufklärung des Einflusses von SRR1 auf die Kontrolle des Blühzeitpunktes von Arabidopsis sein. Die Expression von SRR1 ist von großer Bedeutung für eine korrekte Funktion der zirkadianen Uhr und SRR1 interagiert dafür wahrscheinlich mit anderen Uhr-Proteinen. Daher sollen Protein-Protein-Interaktionen zwischen SRR1 und anderen Komponenten der Zirkadiane Uhr aufgeklärt werden.Zusätzlich sollen Gene identifiziert werden, die zusammen mit SRR1 den Blühzeitpunkt regulieren. Dazu soll ein second-site suppressor screen von mit EMS mutagenisierte srr1-1 pflanzen durchgeführt werden, bei dem Mutationen, die den frühblühenden Phänotyp von srr1-1 verändern, identifiziert werden. Zur Identifizierung der betroffene loci werden genomweite Kopplungsstudien (linkage mapping) und Sequenzierungsmethoden (whole genome sequencing) eingesetzt.Da ich bereits zeigen konnte, dass SRR1 mit Chromatin assoziiert ist, soll eine Chromatin-Immunpräzipitation mit anschließender Sequenzierung (ChIP-Seq) Zielegene von SRR1 identifizieren und die Sequenz eines möglichen einheitlichen Bindemotivs aufdecken.Zusammengenommen sollen diese Ansätze aufklären, wie SRR1 den Blühzeitpunkt von Arabidopsis thaliana auf molekularer Ebene reguliert und wie das Protein die Übergänge zwischen den Entwicklungsstadien der Pflanze beeinflusst.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen