Evolution molekularer Mechanismen zur Regulierung des Stomaschlusses

• Antragsteller: Professor Dr. Rainer Hedrich; Professor Rob Roelfsema, Ph.D.; Professor Dr. Jörg Schultz
• Fachliche Zuordnung: Pflanzenphysiologie
• Förderung: Förderung von 2017 bis 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 375526557

Mit Hilfe der Spaltöffnungen sind Blätter in der Lage die Kohlendioxid-Aufnahme für die Photosynthese und den Wasserverlust durch Transpiration zu regulieren. Da diese mikroskopisch kleinen Ventile in fast allen Landpflanzen, außer den Lebermoosen, vorkommen, stellen sie höchstwahrscheinlich eine frühe evolutionäre Anpassung an das Leben an Land dar. Für Samenpflanzen ist die Fähigkeiten der Schließzellen die Spaltöffnungen schnell zu schließen essentiell, um ungünstige Umweltbedingungen zu überleben. Trotz dieser wichtigen Funktion der Spaltöffnungen für eine terrestrische Lebensweise ist noch wenig über die Biologie der Schließzellen in anderen Abteilungen als in den Samenpflanzen bekannt. In diesem Projekt werden wir die Eigenschaften der Schließzellen in allen vier Abteilungen der Pflanzen mit Spaltöffnungen vergleichen. Dabei soll die Antwort der Schließzellen auf die folgenden vier Stimuli, die wahrscheinlich eine entscheidende Rolle in der Evolution gespielt haben, überprüft werden: Dunkelheit, hohe atmosphärische Kohlendioxid-Konzentration, geringe Luftfeuchtigkeit und das Trockenstresshormon ABA. Physiologische Experimente mit einzelnen Spaltöffnungen und Schließzellen werden mit molekularbiologischen Methoden und Trankriptomanalysen kombiniert, um Schlüsselkomponenten des osmotischen Motors der Schließzellen zu identifizieren. Diese Studien werden uns Einblicke in die Evolution des Schließzell-Signalnetzwerks vermitteln, welche die Regulierung der Stomabewegungen steuern.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen