Timing control of sexual reproduction in haploid-dominant plants: MFT and DOG1
Plant Genetics and Genomics
Final Report Abstract
Zwei wichtige Punkte in der zeitlichen Kontrolle der sexuellen Reproduktion von Pflanzen sind die Initiation der Entwicklung von Sexualorganen (Gametangiogenese), und der Keimung von sexuellen Diasporen (Sporen oder Samen). Das Netzwerk, das die Gametangiogenese (Blütenentwicklung) bei Blütenpflanzen kontrolliert ist nur in Teilen in nicht-Samenpflanzen vorhanden. Vor allem MFT (mother of FT) sticht dabei prominent hervor. Die detaillierte in silico Analyse der vier P. patens MFT Gene zeigt, dass MFT1 ein potenzieller Kandidat für die Induktion der Gametangiogenese ist, wobei MFT3 potenziell in die Regulation zumindest der männlichen Keimlinie involviert ist. MFT4 wurde als möglicher Regulator der Sporenkeimung bestätigt. GRAS DELLA Proteine sind wichtige Integratoren der opponierenden GA und ABA Signalwege, die bei Blütenpflanzen auf die Samenkeimung steuern. Unsere Daten zeigen, dass die beiden P. patens DELLA Proteine wichtig für die sexuelle Reproduktion sind. Wegfall der Proteine führt zu einer Störung der männlichen Keimbahn. DELLA B, aber nicht DELLA A, ist in die Lichtsignalleitung involviert. Die Funktion der DELLA Proteine für die Keimung ist konserviert zwischen Blütenpflanzen und Moosen. Gleiches konnten wir für DOG1 zeigen. Aufgrund der Expressionsdaten entschieden wir uns, eines der P. patens DOG1 Gene auszuschalten. Die Mutante keimt schneller als der Wildtyp, und das A. thaliana Protein kompensiert den Ausfall des P. patens Genes partiell. Die Funktion von DOG1 in der Kontrolle der Diasporenkeimung ist somit konserviert. Unsere Arbeiten zur sexuellen Reproduktion bei Moosen wurden sehr gut perzipiert. Die aus der Doktorarbeit von Frau Meyberg resultierende Arbeit in New Phytologist erschien dort auf dem Cover, Frau Meyberg hat dieses Jahr den Pfefferpreis der Deutschen Botanischen Gesellschaft für Ihre Dissertation erhalten. Wir erwarten, dass die back-to-back Publikation der DELLA und der DOG1 Publikation ebenfalls deutlich wahrgenommen werden.
Publications
- (2020) Single Nucleotide Polymorphism Charting of P. patens Reveals Accumulation of Somatic Mutations During in vitro Culture on the Scale of Natural Variation by Selfing. Front Plant Sci 11:813
Haas FB, Fernandez-Pozo N, Meyberg R, Perroud PF, Göttig M, Stingl N, Saint-Marcoux D, Langdale JA, Rensing SA
(See online at https://doi.org/10.3389/fpls.2020.00813) - (2020). Characterization of evolutionarily conserved key players affecting eukaryotic flagellar motility and fertility using a moss model. New Phytol 227:440
Meyberg R, Perroud PF, Haas FB, Schneider L, Heimerl T, Renzaglia KS, Rensing SA
(See online at https://doi.org/10.1111/nph.16486) - (2021) HAG1 and SWI3A/B control of male germ line development in P. patens suggests conservation of epigenetic reproductive control across land plants. Plant Reprod 34:149
Genau AC, Li Z, Renzaglia KS, Fernandez Pozo N, Nogué F, Haas FB, Wilhelmsson PKI, Ullrich KK, Schreiber M, Meyberg R, Grosche C, Rensing SA
(See online at https://doi.org/10.1007/s00497-021-00409-0)
