Das Leben ist süßer mit Blumen

 

Pflanzen wachsen in einer Vielzahl von Lebensräumen und obwohl ihre ortsgebundene Lebensweise dies nicht vermuten lässt, sind Pflanzen wahre Entscheidungsträger. Sie überwachen ständig die Umweltbedingungen wie Temperatur, Licht und Nährstoffverfügbarkeit, um ihr Wachstum und ihre Entwicklung zu steuern. Zu den wichtigen Entscheidungen im Leben einer Pflanze gehört der Wechsel von der vegetativen zur reproduktiven Entwicklung und damit dem Einsatz von Energie zu Gunsten der Bildung von Blüten anstelle von Blättern. Dieser Prozess ist selten umkehrbar.

Das richtige Timing und ein reibungsloser Ablauf sind daher entscheidend für die Bildung der Samen zur rechten Zeit und tragen wiederum zur Fitness der Pflanze und dem optimalen landwirtschaftlichen Ertrag bei. Genauso, wie wir es bei jeder großen Entscheidung im Leben tun, nehmen auch Pflanzen diese Aufgabe sehr ernst. Sie haben einen komplexen regulatorischen Entscheidungsprozess entwickelt, der durch Umwelt- und Entwicklungseinflüsse wie Temperatur, Tageslänge, Alter und Verfügbarkeit von Kohlenhydraten reguliert wird.

 

 

Pflanzen nutzen Sonnenlicht und Wasser, um Kohlendioxid in eine Reihe von Zuckern umzuwandeln. Zucker machen nicht nur unser Leben süßer und sind die wichtigste Energiequelle in Pflanzen, sondern können auch als Botenstoffe bei der Signalübertragung eingesetzt werden. Die Arbeit vieler internationaler Gruppen hat gezeigt, dass das Gleichgewicht und die Verfügbarkeit dieser Botenstoffe entscheidend für die Pflanzenentwicklung sind. Bemerkenswert ist, dass eine enge Verbindung zwischen Zuckern als Botenstoffen und dem Übergang zur Blütezeit besteht. Sobald die Blütezeit startet, steigern die morphologischen Veränderungen an der Sprossspitze (Sprossapikalmeristem) den Bedarf an Kohlenhydraten in diesen Geweben, um die Bildung von Blüten zu unterstützen und die Samen zu füllen. Die Details der Prozesse, durch die die Verfügbarkeit von Zuckern an der Sprossspitze erhöht wird, sind jedoch nur unzureichend verstanden.

Um die Schnittstelle zwischen Kohlenstoffzuteilung und reproduktiver Entwicklung zu verstehen, untersuchen wir bei CEPLAS die molekularen Mechanismen und die regulatorische Dynamik, die diese beiden Prozesse in der Modellpflanze Arabidopsis thaliana verbinden. Wir sind besonders daran interessiert, zu verstehen, wie die Verfügbarkeit von Zuckern und die Verteilung von Kohlenstoffen mit den morphologischen Veränderungen zusammenhängen, die im Sprossapikalmeristem während des Übergangs zur Blütezeit auftreten.

 

Der Originaltext ist in englischer Sprache und wurde für die deutsche Version übersetzt. Vielen Dank an Adrian Roggen für die Korrektur der deutschen Übersetzung.

Planter’s Punch

Unter der Rubrik Planter’s Punch wird jeden Monat ein bestimmter Aspekt des CEPLAS Forschungsprogramms vorgestellt. Alle Beiträge werden von Mitgliedern der Graduiertenschule und des Postdoc Programms erstellt.

Über die Autorin

Yohanna Miotto ist Postdoktorandin in der Arbeitsgruppe von George Coupland am Max-Planck-Institut für Pflanzenzüchtungsforschung. Ihre Forschung konzentriert sich auf die molekularen Mechanismen, die den Übergang zur Blütezeit in der Modellpflanze Arabidopsis thaliana kontrollieren. Bevor sie zu CEPLAS kam, promovierte sie an der Federal University of Rio Grande do Sul in Brasilien, wo sie die Wurzelentwicklung in Abhängigkeit von der Lichtzufuhr untersuchte.

 

Heinrich Heine University
University of Cologne
Max Planck Institute for Plant Breeding Research
Forschungszentrum Jülich