idw – Informationsdienst Wissenschaft
Nachrichten, Termine, Experten
Nachrichten, Termine, Experten
idw - Informationsdienst
Wissenschaft
Die Organbildung von Pflanzen passt sich mit Hilfe einer molekularen Uhr an äußere Bedingungen an
Die Freiburger Pflanzenbiologen Dr. Stefan Kircher und Prof. Dr. Peter Schopfer vom Institut für Biologie II der Albert-Ludwigs-Universität haben gezeigt, dass der Umweltfaktor Licht die Ausgestaltung des pflanzlichen Wurzelsystems durch Neubildung von Seitenwurzeln steuert. Licht moduliert die Frequenz von periodischen Genaktivierungspulsen in der Wurzelspitze mit Hilfe eines molekularen Schwingkreises, eines so genannten Oszillatorsystems. Dabei übernimmt das Pflanzenhormon Auxin die Rolle des Zeitgebers, beeinflusst also die Frequenz der Schwingungen. Ihre Studie veröffentlichten die Forschenden im Fachjournal „Development“.
Pflanzen bilden Seitenwurzeln, die in einem regelmäßig angeordneten Muster aus ihrer Hauptwurzel hervortreten und so ein Wurzelsystem bilden, welches zur Aufnahme von Wasser und Mineralstoffen aus dem Boden dient. Es war schon lange bekannt, dass das Pflanzenhormon Auxin maßgeblich an dieser Neubildung von Wurzelorganen beteiligt ist. Kontrovers diskutiert wird jedoch der molekulare Mechanismus, der für die Häufigkeit und Anordnung der Seitenwurzeln entlang der Hauptwurzel verantwortlich ist. Kircher und Schopfer haben nun nachgewiesen, dass hierbei dem Licht eine zentrale Rolle zukommt: Licht moduliert intensitätsabhängig sowohl die periodische Anlage des frühen Genaktivierungsmusters an den Stellen späterer Seitenwurzelentwicklung als auch die weiteren Wachstumsstadien bis hin zum Austritt der Seitenwurzel aus der Hauptwurzel. Basierend auf diesen Erkenntnissen, entwickelten die Freiburger Biologen in Übereinstimmung mit Daten anderer Forschungsgruppen ein molekulares Funktionsmodell einer von Auxin gesteuerten biologischen Uhr: Je mehr Licht einstrahlt, umso mehr Auxin bildet sich, umso schneller läuft die Uhr – und so erhöht sich Häufigkeit der Anlage von Seitenwurzeln pro Zeiteinheit. Nach Ansicht der Autoren repräsentiert dieses Modell einen neuartigen Typ einer biologischen Uhr mit modulierbarer Frequenz, das auch bei Entwicklungsprozessen jenseits des Pflanzenreichs Anwendung finden könnte.
Die Forschungsarbeit ist Teil des von der Deutschen Forschungsgemeinschaft geförderten Projekts „Die Entwicklung und Lichtregulation von Seitenwurzeln in Arabidopsis-Keimlingen“.
Dr. Stefan Kircher
Institut für Biologie II
Albert-Ludwigs-Universität Freiburg
Tel.: 0761/203-2807
E-Mail: stefan.kircher@biologie.uni-freiburg.de
Kircher, S. / Schopfer, P. (2018): The plant hormone auxin beats the time for oscillating light-regulated lateral root induction. In: Development 2018 145: dev169839. DOI: 10.1242/dev.169839
https://www.pr.uni-freiburg.de/pm/2018/licht-fuer-die-wurzelentwicklung
Junge Arabidopsispflanze. Foto: Stefan Kircher/Peter Schopfer
None
Merkmale dieser Pressemitteilung:
Journalisten, Wissenschaftler
Biologie, Tier / Land / Forst
überregional
Forschungsergebnisse, Wissenschaftliche Publikationen
Deutsch
Sie können Suchbegriffe mit und, oder und / oder nicht verknüpfen, z. B. Philo nicht logie.
Verknüpfungen können Sie mit Klammern voneinander trennen, z. B. (Philo nicht logie) oder (Psycho und logie).
Zusammenhängende Worte werden als Wortgruppe gesucht, wenn Sie sie in Anführungsstriche setzen, z. B. „Bundesrepublik Deutschland“.
Die Erweiterte Suche können Sie auch nutzen, ohne Suchbegriffe einzugeben. Sie orientiert sich dann an den Kriterien, die Sie ausgewählt haben (z. B. nach dem Land oder dem Sachgebiet).
Haben Sie in einer Kategorie kein Kriterium ausgewählt, wird die gesamte Kategorie durchsucht (z.B. alle Sachgebiete oder alle Länder).
