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Geschlechtliche Entwicklung bei Pflanzen

Ob eine Pflanze männlich, weiblich oder zwittrig (Hermaphrodit) wird, hängt von Genetik, Epigenetik und Hormonen ab. Ein EU-finanziertes Projekt untersuchte nun an der Melone und der Modellpflanze Arabidopsis thaliana (Ackerschmalwand) verschiedene Systeme, die das Geschlecht festlegen.
Geschlechtliche Entwicklung bei Pflanzen
Bei der Melone bestimmt die Interaktion zwischen zwei Genen das Geschlecht. Das erste Gen (a) kodiert für ein Enzym, das die Staubblattentwicklung in der weiblichen Blüte unterdrückt. Das Gen g kodiert für das WIP-Protein (tryptophan proline proline domain-interacting protein), einen Transkriptionsfaktor, der das Enzym und die Entwicklung der Staubblätter blockiert.

CmWIP1 - eines der WIP-Gene - kodiert für ein Kernprotein, das alle Pflanzen besitzen. Bei A. thaliana wurden bereits sechs WIP-Gene identifiziert, jedoch nicht wissenschaftlich charakterisiert. Daher untersuchte das Projekt GENDER (Molecular mechanisms monitoring sex determination in Arabidopsis thaliana) die WIP-Gene bei der Melone. Hierfür wird ihre Rolle zunächst bei A. thaliana. genauer analysiert, um die Ergebnisse dann zu testen und auf kommerziell bedeutsame Melonenpflanzen zu übertragen.

Mittels β-Glucuronidase-Expressionsanalyse wurde die Expression jedes WIP-Gens an A. thaliana-Keimlingen ermittelt, wobei eine redundante Funktion der WIP-Proteine bei der Pflanzenentwicklung nahe liegt.

Um diese These zu prüfen, wurden Doppel- und Dreifach-WIP-Mutanten generiert und die Pflanzen auf entwicklungsbedingte Veränderungen analysiert. Aus vergleichenden Omics-Daten von Wildtyp und WIP-Mutanten wurde ein molekulares Modell erstellt, das den Beitrag von WIP-Proteinen zur Geschlechtsentwicklung bei Pflanzen aufzeigt.

Die Festlegung des Geschlechts ist sehr komplex, und die Evolution hat hierfür viele verschiedene Systeme entwickelt. Die molekularen Kaskaden, die das Geschlecht in der Ackerschmalwand festlegen, sind auch auf die Melonenfamilie und die allgemeine Geschlechtsentwicklung anwendbar.

Verwandte Informationen

Fachgebiete

Scientific Research

Schlüsselwörter

Geschlechtsfestlegung, Melone, Arabidopsis thaliana, WIP-Protein, Evolution
Datensatznummer: 181149 / Zuletzt geändert am: 2016-05-10
Bereich: Biologie, Medizin
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