Das amphibische Lebermoos Riccia fluitans: Ein neuer Modelorganismus zur Analyse adaptiver Landpflanzenmerkmale

• Antragstellerin: Professorin Dr. Sabine Zachgo
• Fachliche Zuordnung: Zell- und Entwicklungsbiologie der Pflanzen ; Ökologie und Biodiversität der Pflanzen und Ökosysteme
• Förderung: Förderung seit 2020
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 440539914

TCP Transkriptionsfaktoren (TF) sind Schlüsselregulatoren für die Kontrolle von Entwicklungsprozessen in Angiospermen. Wir haben gezeigt, dass der Marchantia polymorpha TF MpTCP1 Wachstumsprozesse in dem Lebermoos reguliert und auch die Bildung von neuen Pflanzenpigmenten steuert, die eine Schutzfunktion bei abiotischem Stress ausüben könnten. Die Eroberung des Landes von Pflanzen begann wahrscheinlich in Randbereichen von Süßwasserteichen, wo Vorfahren der Landpflanzen bei Dürren einem Wassermangel ausgesetzt waren. Die ersten Landpflanzen mussten somit über Anpassungen an neue abiotische Stressoren wie Trockenheit und hohe Lichtintensitäten verfügen. Das amphibische Lebermoos Riccia fluitans lebt sowohl in aquatischen als auch terrestrischen Habitaten. Durch eine enorme Plastizität seiner Entwicklungsprogramme ist R. fluitans ideal um molekulare Prozesse zu untersuchen, die Anpassungen an eine terrestrische Lebensweise vermitteln. Unter Trockenstress bildet die Wasserform von R. fluitans die typischen Landpflanzenstrukturen aus: Rhizoide für eine Verankerung im Boden, Atemporen zum Gasaustausch sowie eine widerstandsfähige, wasserabweisende Oberfläche. In dem Projekt soll das Methodenrepertoire für R. fluitans erweitert werden und mittels CRISPR/Cas9 generierte Rftcp1 Mutanten charakterisiert werden. Weiterhin unterscheiden sich die R. fluitans Wasser- und Landform auch in ihrer meristematischen Aktivität, welches zu Unterschieden im Thalluswachstum führt. Die Aktivität des MpTCP1 Proteins ist redox-sensitiv und reguliert ein komplexes, nachgeschaltetes Redoxnetzwerk, welches auch das Wachstum beeinflusst. In diesem Projekt wollen wir den Einfluss von Redoxprozessen auf meristematische Aktivitäten und die Entwicklung von adaptiven Landpflanzenmerkmalen in Habitaten mit unterschiedlichen Stressoren untersuchen.

• DFG-Verfahren: Schwerpunktprogramme
• Teilprojekt zu: SPP 2237: MAdLand - Molekulare Adaptation an das Land: Evolutionäre Anpassung der Pflanzen an Veränderung