Rolle der männlichen Keimlinie für den Generationswechsel

• Antragsteller: Professor Dr. Sven B. Gould, seit 6/2022
• Fachliche Zuordnung: Zell- und Entwicklungsbiologie der Pflanzen ; Evolution und Systematik der Pflanzen und Pilze ; Genetik und Genomik der Pflanzen
• Förderung: Förderung von 2020 bis 2024
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 440411476

Der Begriff Generationswechsel der Pflanzen wurde Mitte des 19. Jahrhunderts von Hofmeister geprägt und beschreibt den haplodiplontischen Lebenszyklus aller Landpflanzen mit seinen beiden vielzelligen Phasen: der haploide Gametophyt und der diploide Sporophyt. Im frühen 20. Jahrhundert stellte Bower die Hypothese auf, dass dieser besondere Lebenszyklus aus dem haplontischen Lebenszyklus der streptophytischen Algen (einer Schwesterlinie der Landpflanzen) evolvierte, und zwar durch Interkalation von Mitosen vor der Meiose, während des Zygotenstadiums. Blütenpflanzen, und mit ihnen das primäre Pflanzenmodell Arabidopsis, verfügen über eine drastisch reduzierte gametophytische Generation welche experimentell schwer zugänglich ist. Zudem haben Blütenpflanzen sekundär begeißelte Spermatozoide verloren und durch Pollen ersetzt. Im vorliegenden Antrag wollen wir die Rolle der männlichen Keimlinie (Spermatozoide) für den Generationswechsel untersuchen. Dafür setzen wir Bryophytenmodelle ein, welche über begeißelte Spermatozoide und leicht zugängliche gametophytische und sporophytische Generationen verfügen. Der Antrag basiert auf unseren Vorarbeiten, welche mehrere Kandidatengene hervorgebracht haben die auf Ebene der männlichen Keimbahn involviert sind, und addressiert zwei für MAdLand relevante Fragen: „Wie sind Embryogenese und der Generationswechsel evolviert?“ und „Welche Eigenschaften, die den Landgang ermöglichten, sind in charophytischen Frischwasseralgen evolviert?“. Der Projekt bezieht vergleichende Studien von Bryophyten, Charophyten und Samenpflanzen ein; wir erwarten, dass er unser Verständnis der Evolution der männlichen Keimlinie und des Generationswechsels vertiefen wird.

• DFG-Verfahren: Schwerpunktprogramme
• Teilprojekt zu: SPP 2237: MAdLand - Molekulare Adaptation an das Land: Evolutionäre Anpassung der Pflanzen an Veränderung
• Ehemaliger Antragsteller: Professor Dr. Stefan A. Rensing, bis 6/2022