EXO70 Exocyst Untereinheiten in Morphogenese und Anpassung

Höhere Pflanzen haben nahezu die gesamte Landoberfläche unseres Planten erobert. Ein Schüssel zu ihrem Erfolg war die Entwicklung von morphologischen, physiologischen und regulatorischen Eigenschaften die es diesen sesshaften Organismen erlauben, sich trotz widriger und unstetiger Umwelteinflüsse zu etablieren und dabei effizient zu funktionieren. Dies findet seinen Ausdruck in der enormen Entwicklungsplastizität von Pflanzen durch die Pflanzenwachstum eng an die Umweltbedingungen angepasst werden kann. Wachstum ist eng mit dem sekretorischen Stofftransportweg verbunden. Dieser ist nicht nur notwendig um das notwendige Baumaterial an die Zellmembranen oder zur Zellwand zu transportieren sondern er wird auch für die Signalwege der Pflanze genutzt. Ein besonders wichtiges zelluläres Modul für diesen sekretorischen Stofftransportweg ist die Exozyste, ein Proteinkomplex der Vesikel an bestimmte Orte der Membran dirigiert. Im vorliegenden Antrag schlagen wir vor die funktionellen Rollen der verschiedenen Untereinheiten der Exozyste und ihrer Allele in Wachstum, Entwicklung und Stressantworten zu untersuchen. Die Ergebnisse unserer ForschungenversprechenunserVerständnisvon Landpflanzenevolution, Anpassung und Funktion, sowohl für die molekulare Funktion des Exozysten Komplexes stark zu vertiefen.

Höhere Pflanzen haben nahezu die gesamte Landoberfläche unseres Planten erobert. Ein Schüssel zu ihrem Erfolg war die Entwicklung von morphologischen, physiologischen und regulatorischen Eigenschaften die es diesen sesshaften Organismen erlauben, sich trotz widriger und unstetiger Umwelteinflüsse zu etablieren und dabei effizient zu funktionieren. Dies findet seinen Ausdruck in der enormen Entwicklungsplastizität von Pflanzen durch die Pflanzenwachstum eng an die Umweltbedingungen angepasst werden kann. Wachstum ist eng mit dem sekretorischen Stofftransportweg verbunden. Dieser ist nicht nur notwendig um das notwendige Baumaterial an die Zellmembranen oder zur Zellwand zu transportieren sondern er wird auch für die Signalwege der Pflanze genutzt. Ein besonders wichtiges zelluläres Modul für diesen sekretorischen Stofftransportweg ist die Exozyste, ein Proteinkomplex der Vesikel an bestimmte Orte der Membran dirigiert. In diesem Projekt zielten wir darauf ab die funktionellen Rollen der verschiedenen Untereinheiten der Exozyste und ihrer Allele in Wachstum, Entwicklung und Stressantworten zu untersuchen. Dafür entwickelten und etablierten wir Methoden und Technologien die es uns ermöglichten umfangreiche Assoziationsstudien durchzuführen um die Rolle spezifischer Familienmitglieder der für die Exozyste kodierenden Gene in spezifischen Stressantworten, als auch der Trichom-Entwicklung und -Funktion zu identifizieren und zu untersuchen. Durch unsere Untersuchungen konnten wir verschiedene Exozystengene als Kandidaten für subfuntionalisierte Paraloge identifizieren. Des Weiteren untersuchten wir die biologische und molekulare Rolle eines bestimmten Exozysten-Genes (EXO70A3) das bei der Determinierung der Richtung des Wurzewachstums eine bedeutende Rolle spielt. Insbesondere konnten wir zeigen, dass für die Funtion dieses Gens die richtige Gen-Dosis ausschlaggebend ist. Insgesamt deuten unsere Ergebnisse zu einem Modell dass Exozyst-Untereinheiten kodierende Paraloge in Landpflanzen subfunktionalisiert sind. Diese Ergebnisse haben daher dazu beigetragen unser Verständnis von Landpflanzenevolution, Anpassung und Funktion, sowohl für die molekulare Funktion des Exozysten Komplexes zu vertiefen.