Die molekularen Mechanismen der Venusfliegenfalle
Das Projekt CARNIVOROM (Molecular basis of carnivory excitability, movement, and endocrinology of plant traps) wurde gegründet, um diese Wissenslücke zu füllen. Es verwendete einen multidisziplinären Ansatz, der sich auf eine Kombination von Genomik, Bioinformatik, Molekularbiologie, Proteinbiochemie und Biophysik auf dem neusten Stand der Technik stützt. Obwohl Dionaea die typischen morphologischen und physiologischen Eigenschaften einer grünen Pflanze aufweist, hat sie auch hoch spezialisierte blattartige Strukturen, die sogenannte Schnappfalle, entwickelt. Das die Falle bildende Blatt wird verwendet, um Beute zu fangen und zu verdauen und ihre wertvollen Nährstoffe aufzunehmen. Mithilfe von Hochdurchsatz-RNA-Sequenzierung sollte gezeigt werden, dass das endgültige Transkriptom der Venusfliegenfalle 45 147 mögliche Unigene umfasst, die jeweils Sequenzen enthalten, die ein einzigartiges Gen darstellen. Die Transkriptom-Analyse ergab, dass die Pflanze das typische genetische Make-up einer Blühpflanze trägt. Zusätzlich wurden keine neuen Gene identifiziert, die zur Entwicklung von Karnivorie führen. Forscher stellten die Hypothese auf, dass die Funktion der Schnappfalle in erster Linie auf einer einzigartigen Kombination von Genen beruht, die bereits in anderen Organen exprimiert werden. Diese Annahme wurde durch die Analyse der molekularen Prozesse unterstützt, die in mehrzelligen Drüsen im Inneren der Falle vorkommen. Einmal aktiviert, können die Drüsen Beute verdauen und Nährstoffe aufnehmen. Die aktiven Drüsen zeigten auch Anzeichen für eine Stressreaktion, die normalerweise mit Verwundung und / oder Pathogen-Signalisierung in nicht-fleischfressenden Pflanzen verbunden ist. Dazu gehörte auch die Sekretion von hydrolysierenden Enzymen, ER-Qualitätskontrolle und die Erzeugung von reaktiven Sauerstoffspezies. Im Gegensatz zu nicht-fleischfressenden Pflanzen unterdrückt Dionaea aktiv den programmierten Zelltod und aktiviert den Nährstofftransport. CARNIVOROM lieferte neue Einblicke in die elektrische und fleischfressende Aktivität bei Pflanzen, die als Modell für das Verständnis der Evolution des menschlichen Nerven- und Hormonsystems verwendet werden kann.
Schlüsselbegriffe
Muscipula, Karnivorie, Transkriptom, Venusfliegenfalle, fleischfressender, CARNIVOROM, Schnappfalle, Nährstoffe, unigene
