Umprogrammierung des Zellzyklus während der Xylem-Entwicklung

• Antragstellerin: Dr. Claudia von der Mark
• Fachliche Zuordnung: Zell- und Entwicklungsbiologie der Pflanzen
• Förderung: Förderung in 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 527041612

Das Xylem ist in zweierlei Hinsicht von entscheidender Bedeutung für die Pflanze; es verleiht ihr Stabilität und transportiert Wasser. Darüber hinaus stellt die Anpassung der Eigenschaften des Xylems, beispielsweise die Größe oder Anzahl der Xylem-Gefäße, einen entscheidenden Mechanismus unter prekären Umweltbedingungen wie Hitze oder Dürre dar. Daher kann ein umfassendes Verständnis der regulatorischen Netzwerke, welche zur Xylem-Entwicklung beitragen, von großem Nutzen für agrarwirtschaftliche Forschungsansätze und die Züchtung von Nutzpflanzen darstellen. Obwohl die Entwicklung des Xylems in den vergangenen Jahrzehnten eingehend erforscht wurde, wurde ein zentraler Aspekt der Differenzierung vieler hochentwickelter Zelltypen dabei außer Acht gelassen: der Übergang von der mitotischen Zellteilung zur Endoreduplikation. Meine bisherigen Ergebnisse deuten darauf hin, dass das Einsetzen der Endoreduplikation nicht nur in heranreifenden Xylemzellen auftritt, sondern dass eine Behinderung dieser Umprogrammierung Veränderungen in der Morphologie der Xylem-Gefäße herbeiführt. Das Ziel dieses Forschungsvorhabens ist es daher die molekularen Akteure, die zur Differenzierung des Xylems beitragen zu identifizieren und charakterisierten indem i) Regulatoren mittels einer genregulatorischen Netzwerkanalyse (GRN) vorhergesagt und validiert werden, ii) die Funktion dieser im Detail charakterisiert und iii) die physiologische Relevanz eines zeitlich exakten Einsetzens der Endoreduplikation unter abiotischen Stressbedingungen analysiert wird. Die Ergebnisse des dargelegten Projektantrags werden nicht nur unser fundamentales Verständnis der Differenzierung von Xylem-Elementen vorantreiben, sie können zudem angewandten Forschungsvorhaben zugutekommen, welche das resultierende Wissen nutzen um ein optimales Pflanzenwachstum unter sich verändernden Umweltbedingen zu gewährleisten.

• DFG-Verfahren: WBP Stipendium
• Internationaler Bezug: Belgien
• Gastgeber: Professor Dr. Bert de Rybel