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Projekt
Wurzeltyp-spezifische Etablierung von postembryonalen Stammzellnischen während der Lateralwurzelentwicklung von Mais
Antragsteller
Professor Dr. Frank Hochholdinger
Fachliche Zuordnung
Zell- und Entwicklungsbiologie der Pflanzen
Förderung
Förderung seit 2021
Projektkennung
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 448353073
Lateralwurzeln entwickeln sich aus Stammzellnischen, die aus Perizykelzellen anderer Wurzeln hervorgehen. In Mais werden Lateralwurzeln aus Phloempol Perizykelzellen gebildet, während in Arabidopsis Lateralwurzeln aus Xylempol Perizyelzellen entstehen. Mais bildet verschiedene Wurzeltypen zu verschiedenen Zeitpunkten der Entwicklung. Die Lateralwurzelbildung in Mais erfolgt spezifisch für die verschiedenen Wurzeltypen, wie z. B. durch die Mutante rootless with undetectable meristem 1 (rum1) gezeigt wird, die keine Lateralwurzeln an der Primärwurzel bildet, während normale Lateralwurzeln im sprossbürtigen Wurzelsystem dieser Mutante entstehen.Die übergreifende Hypothese dieses Projekts lautet, dass konservierte und spezifische molekulare Netzwerke zur Etablierung der Stammzellnischen für die Lateralwurzelbildung in den verschiedenen Wurzeltypen von Mais eine Rolle spielen. In diesem Projekt werden wir zunächst (i) die zelluläre Organisation der Stammzellnischen in den verschiedenen Wurzeltypen während der frühen Lateralwurzelentwicklung studieren. Weiterhin werden wir (ii) die Plastizität der Genexpressionsnetzwerke in Phloempol- und Xylempolperizykelzellen während der frühen Etablierung der Stammzellnischen in den Hauptwurzeltypen im Wildtyp und der Mutante rum1 untersuchen. Dies werden wir durch laser capture microdissection (LCM) dieser Zellen in Kombination mit RNA-seq erreichen. Danach werden wir die Regulation des Transkriptoms dieser Zelltypen in Bezug auf Entwicklungsstadium, Genotyp und Wurzeltyp studieren. Schließlich wollen wir (iii) neue wurzeltypspezifische genetische Regulatoren der Stammzelletablierung während der Lateralwurzelbildung identifizieren und charakterisieren. Zu diesem Zweck werden wir Mutanten von Kandidatengenen, die aus den RNA-seq Experimenten hervorgegangen sind, mit Hilfe unserer revers genetischen Sammlung von Mutanten identifizieren, die ca. 60% aller Maisgene abdeckt. Neue Lateralwurzelmutanten werden wir dann funktionell charakterisieren, um die molekularen Netzwerke besser verstehen zu können, die der wurzeltypspezifischen Etablierung der Stammzellnischen aus Perizykelzellen zu Grunde liegen.
DFG-Verfahren
Forschungsgruppen
