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Zentrale Mikroskopie

 

Regulation der Blattseneszenz

Auslöser der Seneszenz und Transkriptionsfaktoren

Mit Mittelpunkt unserer Forschungsarbeiten steht die Frage nach der Regulation der Blattseneszenz. Die Seneszenz als letzte Phase im Leben eines Blattes ist jedem von der herbstlichen Laubverfärbung bekannt, spielt aber als Recyclingprozess auch bei einjährigen Pflanzen eine wichtige Rolle (Krupinska 2007, BIUZ 37:174). Eine verfrühte Seneszenz, die auch als Folge von Stresssituationen auftritt, kann bei Kulturpflanzen zu erheblichen Ertragseinbußen führen. Die Faktoren, die die Lebensdauer von Blättern bei Getreidepflanzen und Gräsern begrenzen und dadurch den Ertrag beeinflussen, sollen im neu eingerichteten Marie Curie ITN identifiziert werden. Auf der Grundlage der Ergebnisse dieses Projekts sollen Strategien zur Züchtung neuer Sorten mit höherem Ertragspotential erarbeitet werden (CropLife).

 

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Seneszenz bei Fahnblätter der Gerste, voll entwickelte Blätter (day 1) und drei spätere Zeitpunkte (days 7, 9, 13), LN: wenig Stickstoff, HN: viel Stickstoff.

Am Beispiel der Gerste untersuchen wir unter Feldbedingungen (s. Abbildung) und durch Einsatz eines breiten Methodenrepertoires (Photosynthesemessungen, HPLC-Pigmentanalysen, Microarray-Analysen), welche Signale Seneszenzprozesse auslösen und wie diese im Einzelnen reguliert werden. Die Felduntersuchungen werden in Hohenschulen an der CAU gemeinsam mit den Arbeitsgruppen von Prof. Bilger (Botanisches Institut) und Prof. Kage (Acker- und Pflanzenbau) durchgeführt.
Unterstützt durch die DFG

Unter den seneszenzabhängig exprimierten Genen interessieren uns vor allem solche, die für Transkriptionsfaktoren und Chromatinmodellierungsproteine kodieren. In einem gemeinsamen Projekt mit der Arbeitsgruppe von K. Humbeck, MLU Halle, untersuchen wir die Regulation des HvS40 Genes, das wir als Markergen für Seneszenzprozesse in Gerstenblättern identifiziert haben.
Unterstützt durch die DFG

 

Proteinabbau

Während der Seneszenz werden die Proteine der Chloroplasten abgebaut und die Aminosäuren zum Aufbau neuer Proteine in jungen Blättern und/oder Samen und Früchten genutzt. Wir verwenden Microarray-Analysen, 454-Sequenzdaten und Proteomanalysen zur Identifizierung von Proteasen, die den Abbau der Chloroplastenproteine katalysieren. Vor allem interessiert uns der Abbau der Ribulose-5-phophat-Carboxylase/Oygenase (Rubisco), in der ca. 30% des gesamten Stickstoffs eines Blattes gebunden vorliegt. Dieses Projekt wird gemeinsam mit Wissenschaftlern am IPK in Gatersleben and mit Juan Guiamet in LaPlata, Argentinien, bearbeitet.
Unterstützt durch die DFG im Rahmen der FOR948