Die Bildung widerstandsfähiger Zygosporen in der Grünalge Chlamydomonas reinhardtii

• Antragsteller: Professor Dr. Severin Sasso
• Fachliche Zuordnung: Pflanzenphysiologie
• Förderung: Förderung von 2020 bis 2024
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 448536062

Mikroskopische Algen (Mikroalgen) sind wichtige Primärproduzenten in aquatischen und terrestrischen Ökosystemen. Während der sexuellen Vermehrung vieler Mikroalgen ist die Bildung von Zygoten an eine anschließende Entwicklung der Zygoten in widerstandsfähige, ruhende Sporen gekoppelt. Dieser Entwicklungsprozess dauert ungefähr eine Woche und beinhaltet den Abbau von Chlorophyll und den Aufbau einer mehrschichtigen, schützenden Zellwand. Die resultierenden Zygosporen besitzen eine erstaunliche Fähigkeit, verschiedenen Formen von abiotischem Stress wie Einfrieren oder Austrocknung zu widerstehen. In früheren Arbeiten haben wir erstmals ein Gen entdeckt, das in der Modellalge Chlamydomonas reinhardtii für die Reifung von frühen Zygoten in robuste Zygosporen notwendig ist (Heimerl et al., Plant J. 95, 268-281 (2018)). Im aktuellen Projekt wollen wir den Übergang von Zygoten in Zygosporen breiter und auf molekularer, genetischer und physiologischer Ebene untersuchen. Um herauszufinden, ob die Zunahme der Dormanz mit der Resistenzzunahme zusammenfällt, werden Photosynthesekapazität und Austrocknungstoleranz über den Verlauf der Zygosporen-Entwicklung quantifiziert. Außerdem wird die Bildung eines Zellwandpolymers untersucht, das für die Austrocknungstoleranz entscheidend ist, und zusätzliche für die Zygosporenreifung wichtige Gene werden identifiziert. Die Ergebnisse dieses Projekts werden zu unserem Verständnis beitragen, wie eine eukaryontische photosynthetische Zelle ihren Stoffwechsel anpassen kann, um bei sich verschlechternden Umweltbedingungen als resistente, inaktive Spore zu überleben.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen