Mechanismen und Mechanismen der lateralen Wurzelinitiierung

• Antragsteller: Professor Dr. Alexis Maizel
• Fachliche Zuordnung: Zell- und Entwicklungsbiologie der Pflanzen
• Förderung: Förderung von 2017 bis 2024
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 318879394

Laterale Wurzeln (LR) in Arabidopsis werden postembryonal aus wenigen tief in der Hauptwurzel liegenden Gründerzellen gebildet. Die LR-bildung ist ein Auxin-induzierter, robuster und sich selbst organisierender Prozess. Essentiell für dessen Ablauf ist die radiale Ausdehnung aneinandergrenzender Paare von Gründerzellen, die deren asymmetrischer Teilung vorausgeht. Abweichungen innerhalb dieser Schritte führen zur Bildung anormaler LRs. Die während der ersten Förderphase erzielten Ergebnisse deuten auf einen Zusammenhang zwischen paarweiser Anordnung der Gründerzellen, Auxinverteilung, radialer Expansion der Gründerzellen und der lateralen Wurzelinitiierung hin. Die Mechanismen, die der synchronen und spiegelbildlichen radialen Expansion von LR-Gründerzellen auf beiden Seiten der gemeinsamen Wand zu Grunde liegen, bleiben jedoch schwer fassbar. Hier schlagen wir vor, die Mechanik dieser Prozesse zu entschlüsseln. Live-Bildgebung und die gezielte Manipulation von Zelleigenschaften wie Auxingehalt, Zellwandmechanik und apoplasmatischem pH-Wert in Kombination mit mechanischer Modellierung, wird uns helfen zu verstehen welche Eigenschaften der Schnittstelle zwischen zwei Gründern für die LR-Initiation notwendig und ausreichend sind. Wir werden entschlüsseln, wie die synchrone radiale Expansion ausgelöst wird und welche Rolle dabei die Auxin-induzierte Modifikation des extrazellulären pH-Wertes spielt. Dieses Projekt wird zeigen, wie entwicklungsbedingte und koordinierte Veränderungen elementarer Zelleigenschaften als robuster Auslöser für die Morphogenese eines neuen Organs fungieren können.

• DFG-Verfahren: Forschungsgruppen
• Teilprojekt zu: FOR 2581: Morphodynamik der Pflanzen