Lokalisierung, Charakterisierung und physiologischer Impakt von Ca2+-Kanäle in den Siebelementen
Zusammenfassung der Projektergebnisse
In unseren Projekten wurden Experimente zum Verständnis der interzellulären Konkurrenz zwischen den Zellen im Transportphloem untersucht. Es stellte sich heraus, daß eine starke thermodynamische Konkurrenz zwischen den prominenten Zelltypen des Phloems - dem Siebelement-Geleitzellenkomplex und den Phloemparenchymzellen, die allerdings zwischen verschiedenen Pflanzenarten unterschiedlich war. So werden in bestimmten Arten die Photoassimilate vorzugsweise in den Siebröhren festgehalten und Richtung axiale Sinks transportiert. Andererseits gibt es Arten, bei denen Photoassimilate entlang der Transportbahn abgegeben werden und in den axiale Sinks akkumuliert mit entsprechenden, potentiellen Konsequenzen für die Wachstumsraten. Es wurde die Kinetik der Zuckeraufnahme durch jeweilige Phloemzelltypen entlang der Transportbahn erforscht, die eine verringerte Kapazität zu Retrieval durch die Siebröhren in Richtung der terminalen Sinks nahe legt. Weiterhin wurden als eine Neuentwicklung funktionelle Protoplasten von Siebelementen hergestellt, die im weiteren Veriauf des Projektes bezüglich der Ausstattung an Calciumtransportern untersucht worden sind. Es wurde die Rolle von Calciumkanälen der Siebelemente bei der Erzeugung von Langstreckensignalen Im Phloem untersucht. So wurde gezeigt, dass bei der Weiterleitung von Aktionspotentialen entlang der Siebröhren mehrere Calciumkanäle beteiligt sind, die teils in der Plasmamembran, teils in den ER-Membranen lokalisiert sind (5). Calciuminflux während der Propagation des Aktionspotentials verursacht entfernte Verschlußreaktionen wie Forisomdispersion oder Calloseablagerung in Vicia faba Pflanzen. Lokale Verschlußreaktionen werden ebenfalls durch eine Kälteinduzierung der Calciumkanäle hervorgerufen
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
- (2005) Physicochemical determinants of phloem transport. In: Vascular Transport In Plants. Eds Holbrook NM, Zwieniecki M. Elsevier, pp 19-44
van Bei AJE, Hafke JB
- (2005) Thermodynamic battle for photosynthate acquisition between sieve tubes and adjoining parenchyma in transport phloem. Plant Physiol 138: 1527-1537
Hafke JB, van Amerongen JK, Kelling F, Furch ACU, Gaupels F, van Bel AJE
- (2007) Ca2+-mediated remote control of reversible sieve-tube occlusion in Vicia faba. J Exp Bot 58: 2827-2838
Furch ACU, Hafke JB, Schulz A, van Bel AJE
- (2007) Functional sieve element protoplasts. Plant Physiol 145: 703-711. Plant Physiology 145: 573-574
Hafke JB, Furch ACU, Reitz MU, van Bei AJE
- (2008) Plant- and stimulus-specific variations in remote-controlled sieve-tube occlusion. Plant Signaling & Behavior 3:10, 858-861
Furch ACU, Hafke JB, van Bel AJE
- (2009) Forisome dispersion in Vicia faba is triggered by Ca2+ hotspots created by concerted action of diverse Ca2+ channels in sieve elements. Plant Signaling & Behavior 4, 968-972
Hafke JB, Furch ACU, Fricker MD, van Bel AJE
- (2009) Sieveelement Ca2+ channels as relay stations between remote stimulus and sieve tube occlusion. Plant Cell 21, 2118-2132
Furch ACU, van Bel AJE, Fricker MD, Felle HH, Fuchs M, Hafke JB
- (2010) Rapid cooling triggers forisome dispersion just before phloem transport stops. Plant Cell & Environment 33, 259-271
Thorpe MR, Furch ACU, Minchin PEH, Poller J, van Bel AJE, Hafke JB
