SPP 1530: Ein IDD Transkriptionsfaktor in der Regulation der Zucker-vermittelten Blühinduktion und Knollenbildung in Solanum tuberosum


Blühzeitpunkt und Knollenbildung steuernde Signalwege sind in Kartoffelpflanzen (Solanum tuberosum) nahezu identisch. Da der Knollenertrag weltweit immer mehr an Bedeutung gewinnt, ist die Identifikation solcher ertrags- und qualitätssteigernder Faktoren immer wichtiger geworden. In diesem Antrag im Rahmen des SPP1530 (Phase II) schlagen wir die Charakterisierung von Signalwegen, die das Blühen und die Knollenbildung in Kartoffelpflanzen beeinflussen, vor. Das POTATO COUCH POTATO 1 (StPCP1) Protein ist ein Transkriptionsfaktor der IDD Transkriptionsfaktorfamilie. StPCP1 RNAi Pflanzen zeigen Veränderungen im Blühzeitpunkt und der Knollenbildung. Erste Ergebnisse einer quantitativen real-time PCR deuten darauf hin, dass StPCP1 in die generelle Regulation der Expression von Zuckertransportern involviert ist, was erklärt wie StPCP1 maßgeblich den Kohlenhydrathaushalt der Kartoffelpflanze beeinflussen kann. Einige phloem-mobile Faktoren könnten die Funktion eines Botenstoffes erfüllen, der den Saccharose Status der Sourceblätter an die Sinkorgane wie z.B. das Apikalmeristem und die Stolonspitzen weiterleitet. Wir haben vor, diese putativen phloem-mobilen Substanzen in Kartoffelpflanzen genauer zu untersuchen. Zu diesen gehören im Speziellen: Trehalose-6 Phosphat, miR156 und miR172 sowie deren Zielgene und –transkripte. Wir schlagen weiterhin die Untersuchung der transkriptionellen Eigenschaften von StPCP1 und seiner Zielgene vor. Das betrifft im Besonderen die direkte Regulation von Zuckertransportergenen (z.B. StSUT4) und die Identifizierung bisher unbekannter Zielgene durch die Bindung der bekannten ID1 Bindedomäne durch StPCP1. Gleichzeitig wollen wir bisher offene Fragen hinsichtlich der Interaktion bekannter Signalwege, die den Blühzeitpunkt und die Knollenbildung in Kartoffelpflanzen beeinflussen, beantworten, da im Speziellen der photoperiodische, der T6P- und der GA-Signalweg von StPCP1 gleichermaßen betroffen zu sein scheinen.


Projektleitung
Kühn, Christina PD Dr. rer. nat. (Details) (Pflanzenphysiologie)

Laufzeit
Projektstart: 02/2015
Projektende: 06/2019

Forschungsbereiche
Pflanzenzüchtung, Pflanzenpathologie

Publikationen
Wahl, V., Ponnu, P., Schlereth, A., Arrivault, S., Langenecker, T., Franke, A., Feil, R., Lunn, J. E., Stitt, M., Schmid, M. (2013) Regulation of flowering by trehalose-6-phosphate signaling in Arabidopsis thaliana. Science, 339, 704-707. * recommended by Faculty 1000
Ponnu, J., Wahl, V., Schmid, M. (2011) Trehalose-6-Phosphate signaling: insights into plant development. Front. Plant Physiol., 2:70. doi: 10.3389/fpls.2011.00070.
Wahl, V., Brand, L.H., Gou, Y., Schmid, M. (2010) The FANTASTIC FOUR proteins influence shoot meristem size in Arabidopsis thaliana. BMC Plant Biol., 10, 285.
Kühn C. & Grof C. (2010) Sucrose transporters of higher plants, Current Opinions of Plant Biology, 13, 288-298.
Kühn C. (2011) The role of the sucrose molecule in the induction of photoperiodic responses: flowering and tuberization in potato plants share common pathways. In: “The Flowering Process and its Control in Plants: Gene Expression and Hormone Interaction” Eds. M. Yaish, J. Colasanti, Research Signpost/ Transworld Research Network, Trivandrum, pp. 71-99.
Hackel, A., Schauer, N., Carrari, F., Fernie, A.R., Grimm, B., Kühn, C. (2006) Sucrose transporter LeSUT1 and LeSUT2 inhibition affects tomato fruit development in different ways. Plant J 45: 180-192. * recommended by Faculty 1000 Biology
Chincinska, I., Liesche, J., Krügel, U., Michalska, J., Geigenberger, P., Grimm, B., and Kühn, C. (2008). The sucrose transporter StSUT4 from Solanum tuberosum affects flowering, tuberization and shade avoidance response, Plant Physiology 146 (2), 515-528. * recommended by Faculty 1000 Biology
He, H., Chincinska, I., Hackel. A., Grimm, B., Kühn, C. (2008) Phloem mobility and stability of sucrose transporter transcripts, The Open Plant Science Journal 2, 1-14.
Chincinska, I., Gier, K., Krügel, U., Liesche, J., He, H., Grimm, B., Harren, F.J.M., Cristescu, S.M., Kühn, C. (2013) Photoperiodic regulation of the sucrose transporter StSUT4 affects the expression of circadian genes and ethylene production. Frontiers in Plant Science 4, 26.

Zuletzt aktualisiert 2021-08-07 um 10:29