Komponenten der systemischen Antwort auf abiotischen Stress in Arabidopsis thaliana

• Antragsteller: Professor Dr. Klaus Harter
• Fachliche Zuordnung: Pflanzenphysiologie
• Förderung: Förderung von 2008 bis 2011
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 87467964

Die Belastung von Kulturpflanzen durch abiotischen Stress wie beispielsweise hoher Salzgehalt von Böden oder Trockenheit führt weltweit zu erheblichen Ertragsausfällen. Im Gegensatz dazu ist unser Wissen über die systemische Induktion der pflanzlichen Resistenzantwort zur Vermeidung und Toleranz von abiotischem Stress sehr begrenzt. Bei unserer Analyse des abiotischen AtGenExpress Stressdatensatzes von Arabidopsis thaliana machten wir die Beobachtung, dass die Mehrzahl der lokal applizierten abiotischen Stressstimuli schnelle und stressspezifische Genexpressionsreaktionen auch im unbehandelten Geweben auslöste (Kilian et al., 2007). Dies führte zur Hypothese, dass am Ort der Reizapplikation ein systemisches Signal generiert wird, welches die spezifische Stressinformation über die Pflanze ausbreitet. Im vorliegenden Projekt möchten wir zuerst unter Einsatz von bioinformatischen Methoden diejenigen Gene im abiotischen AtGenExpress Datensatz von Arabidopsis identifizieren, die systemische Expressionscharakteristika zeigen. Die Promotoren dieser Gene werden anschließend zur Herstellung von Arabidopsis Reporterlinien eingesetzt. Mit diesen Reportergenlinien wird anschließend ein „forward-genetic“ Screen durchgeführt, der zur Identifizierung der genetischen Elemente führt, die an der systemischen Ausbreitung des Stresssignals und der Realisierung der systemischen Stressantwort beteiligt sind. Die Charakterisierung dieser genetischen Elemente wird unser Wissen über die systemische Resistenz von Höheren Pflanzen gegenüber abiotischem Stress signifikant erweitern, ohne das eine züchterische Einflussnahme bei Kulturpflanzen nur begrenzt möglich sein wird.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen