Integrierte omics Analysen und funktionelle Untersuchungen zum Faltungsmechanismus von Zellwänden bei austrocknungstoleranten Wiederauferstehungspflanzen

• Antragstellerin: Professorin Dr. Dorothea Bartels
• Fachliche Zuordnung: Pflanzenphysiologie
• Förderung: Förderung von 2016 bis 2020
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 283163148

Wasserknappheit ist einer der wichtigsten Faktoren, der zu Ernteeinbußen in der Landwirtschaft führt. Es ist vorausgesagt, dass Dürreperioden zunehmen. Daher ist es von hoher Priorität, Mechanismen aufzuklären, die zu Trockentoleranz in Pflanzen führen. Die Erkenntnisse können dann angewendet werden, um Trockentoleranz in Pflanzen zu verbessern. Zellwände und Plasmamembran verändern sich durch Wasserverlust, was zum Turgorverlust und letztlich zu irreversibler Schädigung der Zellen führt. Wiederauferstehungspflanzen wie Craterostigma plantagineum, haben die ungewöhnliche Fähigkeit, nahezu komplettes Austrocknen zu überleben. Diese Pflanzen sind Modelle, um die Mechanismen der Austrocknungstoleranz zu ergründen. Die Hypothese für das beantragte Projekt ist, dass Veränderungen im Zellwandproteom in Kombination mit Polysacchariden es ermöglichen, die mechanische Spannung, die bei dem fast vollständigen Austrocknen auftritt, ohne Schädigung zu ertragen und das Einfalten und Expandieren der Blätter beim Austrocknen und Wiederbewässern zu ermöglichen. Neben der Zellwand sollen auch die Plasmamembrane untersucht werden. Die zweite Hypothese ist, dass Änderungen in der Lipidzusammensetzung und des Proteoms der Plasmamembran s notwendig sind, um die Integrität zu erhalten. Daher liegt der Fokus der Untersuchungen auf dem Proteom von Zellwand und Plasmamembranen von C. plantagineum, einer gut untersuchten trockentoleranten Pflanze. Die Proteomdaten sollen komplementiert werden durch mikroskopische und immunologische Charakterisierung der Zellwand sowie der Lipidzusammensetzung von Membranen. Funktionell sollen die erhaltenen Proteinkandidaten in Nicotiana und Craterostigma Kallus getestet werden.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: Luxemburg
• Mitverantwortlich: Professor Dr. Jean-Francois Hausman