Sexuelle Reproduktion in Zygnematophyceae (Charophyta)
Sexual reproduction in Zygnematophyceae (Charophyta)
Wissenschaftsdisziplinen
Biologie (100%)
Keywords
-
Green Algae,
Plant Physiology,
Ultrastructure,
Cell Wall,
Transcriptome,
Zygote
In diesem Projekt werden Grünalgen aus der Klasse der Zygnematophyceae untersucht, welche die nächsten lebenden Verwandten der Landpflanzen darstellen. Der Grund für deren evolutionären Erfolg ist noch weitgehend unbekannt, aber es gibt bereits zahlreiche Untersuchungen über die vegetativen Überlebensstrategien dieser Algen. Während junge, frisch geteilte Zellen nicht besonders stresstolerant sind, wandeln sich Zellen mit zunehmender Alterung in reife, vegetative Dauerstadien (Akineten) um, die Fette und andere Speicherstoffe einlagern um das Überdauern der Winterruhe zu ermöglichen. Auch gegen abiotischen Stress wie Austrocknung und ultraviolette Strahlung sind Akineten geschützt. Im Gegensatz dazu ist die sexuelle Reproduktion, welche durch Konjugation erfolgt, nur wenig erforscht. Bei diesem Prozess legen sich die Zellen von zwei Algenfäden dicht aneinander, bilden Kopulations-Schläuche und der Inhalt beider Zellen verschmilzt zu einer Zygote. Diese Zygoten machen danach eine Reifung durch und wandeln sich zu einem Dauerstadium, einer sogenannten Zygospore um. Dabei wird vermehrt Zellwandmaterial gebildet, eine dreischichtige Wandstruktur entsteht welche die Zygosporen sehr resistent gegenüber Umwelteinflüssen machen. Deshalb können Zygosporen ungünstige Bedingungen über längere Zeiträume hinaus überdauern als dies den vegetativ gebildeten Akineten möglich ist. Ein Schlüssel dafür scheint die Ausbildung einer speziellen wasserabweisenden Schichte in der Zygosporenwand zu sein, die Mesospor genannt wird und derzeit noch unbekannte hochpolymere Substanzen enthält, wie sie vergleichbar beispielsweise aus Pollenkörnern höherer Pflanzen bekannt sind. Die Erforschung dieser Substanzen mit unterschiedlichen Methoden ist eine zentrale Fragestellung in diesem Projekt. Dieses Projekt soll Aufschlüsse über die gesamte sexuelle Reproduktion (Konjugation, Zygosporenreifung und anschließende Auskeimung) von Zygnematophyceae liefern, und untersuchen ob diese Strategien in Zusammenhang mit ihrem Erfolg an Land gebracht werden können. Das Forschungsteam aus Österreich wird gemeinsam mit internationalen Kooperationspartnern aus Deutschland und den USA, diesen Fragestellungen mit phylogenetischen-, physiologischen-, ultrastrukturellen, molekularen und biochemisch-analytischen Verfahren nachgehen. Durch die erzielten Ergebnisse sind neue Erkenntnisse im Verständnis des Landganges der Pflanzen zu erwarten.
- Universität Innsbruck - 100%
- Notburga Gierlinger, Universität für Bodenkultur Wien , nationale:r Kooperationspartner:in
- Burkhard Becker, Universität Köln - Deutschland
- Dimitri Deheyn, University of California San Diego - Vereinigte Staaten von Amerika
- Louise A Lewis, University of Connecticut - Vereinigte Staaten von Amerika
Research Output
- 109 Zitationen
- 9 Publikationen
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2021
Titel Thorsmoerkia curvula gen. et spec. nov. (Trebouxiophyceae, Chlorophyta), a semi-terrestrial microalga from Iceland exhibits high levels of unsaturated fatty acids DOI 10.1007/s10811-021-02577-y Typ Journal Article Autor Nicoletti C Journal Journal of Applied Phycology Seiten 3671-3682 Link Publikation -
2021
Titel Induction of Conjugation and Zygospore Cell Wall Characteristics in the Alpine Spirogyra mirabilis (Zygnematophyceae, Charophyta): Advantage under Climate Change Scenarios? DOI 10.3390/plants10081740 Typ Journal Article Autor Permann C Journal Plants Seiten 1740 Link Publikation -
2021
Titel Cell wall characteristics during sexual reproduction of Mougeotia sp. (Zygnematophyceae) revealed by electron microscopy, glycan microarrays and RAMAN spectroscopy DOI 10.1007/s00709-021-01659-5 Typ Journal Article Autor Permann C Journal Protoplasma Seiten 1261-1275 Link Publikation -
2021
Titel Emendation of the Coccoid Cyanobacterial Genus Gloeocapsopsis and Description of the New Species Gloeocapsopsis diffluens sp. nov. and Gloeocapsopsis dulcis sp. nov. Isolated From the Coastal Range of the Atacama Desert (Chile) DOI 10.3389/fmicb.2021.671742 Typ Journal Article Autor Jung P Journal Frontiers in Microbiology Seiten 671742 Link Publikation -
2021
Titel Search for evolutionary roots of land plant arabinogalactan-proteins in charophytes: presence of a rhamnogalactan-protein in Spirogyra pratensis (Zygnematophyceae) DOI 10.1111/tpj.15577 Typ Journal Article Autor Pfeifer L Journal The Plant Journal Seiten 568-584 -
2021
Titel Ultrastructure of plant cells DOI 10.1007/s00709-021-01706-1 Typ Journal Article Autor Holzinger A Journal Protoplasma Seiten 1167-1169 Link Publikation -
2021
Titel Winter survival of the unicellular green alga Micrasterias denticulata: insights from field monitoring and simulation experiments DOI 10.1007/s00709-021-01682-6 Typ Journal Article Autor Steiner P Journal Protoplasma Seiten 1335-1346 Link Publikation -
2022
Titel Metabolite Profiling in Green Microalgae with Varying Degrees of Desiccation Tolerance DOI 10.3390/microorganisms10050946 Typ Journal Article Autor Aigner S Journal Microorganisms Seiten 946 Link Publikation -
2022
Titel Temperature- and light stress adaptations in Zygnematophyceae: The challenges of a semi-terrestrial lifestyle DOI 10.3389/fpls.2022.945394 Typ Journal Article Autor Permann C Journal Frontiers in Plant Science Seiten 945394 Link Publikation