Die Interaktion von Temperatur und Gibberellinen in Pflanzen

Bedingt durch ihre sesshafte Lebensweise müssen Pflanzen sehr flexibel auf Änderungen in ihrer Umwelt reagieren. Dabei hat neben anderen wichtigen Faktoren die Umgebungstemperatur einen großen Einfluss auf Wachstum und Entwicklung, dennoch ist überraschend wenig über die Mechanismen von Temperaturempfinden und Übermittlung der entsprechenden Signale bekannt. Pflanzenhormone sind häufig an der Einbindung von Umwelteinflüssen in Entwicklungsvorgänge beteiligt. Dabei kontrollieren Hormone aus der Gruppe der Gibberelline Schlüsselprozesse wie zum Beispiel Keimruhe, Keimung, Wachstum und Blüte, die alle stark von Umweltbedingungen beeinflusst werden. Biosynthese und Katabolismus von Gibberellinen sind streng reguliert, und Temperatur spielt dabei wahrscheinlich eine wichtige Rolle. Auf transkriptioneller Ebene wird der Einfluss von Gibberellinen durch DELLA Proteine vermittelt, eine Gruppe von negativen Regulatoren, die durch die Menge an bioaktiven Gibberellinen kontrolliert werden. Bemerkenswerterweise ist der Phänotyp von Pflanzen, die bei niedrigen Temperaturen wachsen, in Linien ohne DELLA Proteine nicht zu beobachten, was darauf hinweist, dass Gibberelline und DELLA Proteine an der Kälteantwort beteiligt sein könnten. Ziel des hier vorgestellten Projektes ist es, die Interaktion von niedriger Temperatur, Gibberellin Stoffwechsel und DELLA Proteinen während der Entwicklung von Pflanzen zu untersuchen. In einem Screen bereits isolierte Pflanzenlinien, in denen die Temperatur abhängige Regulation des Gibberellin Katabolismus gestört ist, sollen analysiert und die zugrundeliegenden Mutationen identifiziert werden. Weiters soll eine ausgedehnte Microarray Studie analysiert werden, um die Targets von DELLA Proteinen zu identifizieren und die Rolle der DELLAs in der Temperaturantwort zu untersuchen. Die Regulation identifizierter DELLA Targets soll auch biochemisch mittels Chromatin Immunoprezipitation analysiert werden. In einer Meta-Analyse der erhaltenen Daten sollen Gene, die von DELLA Proteinen und Temperatur reguliert werden, identifiziert werden. Die Reaktion auf die Umgebungstemperatur ist ein wichtiger Prozess während der Entwicklung von Pflanzen. Die für das vorliegende Projekt vorgeschlagenen Experimente werden unser Verständnis, wie Temperatur das Pflanzenwachstum beeinflusst, erheblich verbessern.