Wie blüht unser Garten?
Entwicklungsbiologen erforschen derzeit die Prozesse, die das Pflanzenwachstum so steuern, dass Pflanzenorgane mit artspezifischer Form und Größe entstehen. Das Arabidopsis KLU-Gen, das für das Cytochrom P450 (CYP)-Enzym kodiert, reguliert bekanntermaßen Zellzahl und Organgröße, und die Forscher gehen davon aus, dass das Enzym am Wachstumssignalweg für die Blattaußenkanten beteiligt ist. Hier stellt sich nun die Frage, was dieses Signal noch steuert. Das Projekt DAMOKLUS (Dynamics and mechanism of KLU-signalling in the control of plant organ size) untersuchte mobile Wachstumsfaktoren und die Wachstumskoordination von Pflanzen. Um den Aktionsradius des interessierenden Wachstumssignals zu ermitteln, generierten die Forscher Chimären aus Wildtyp-Gewebe und mutantem Gewebe ohne CYP-Enzymaktivität. Die Ergebnisse zeigten, dass das Signal nicht nur das Wachstum der Blätter, sondern auch das Wachstum von Einzelblüten sowie die so genannte Infloreszenz (Blütenstand) koordiniert. DAMOKLUS reduzierte hierfür die Aktivität anderer CYP-Gene in Pflanzen, um herauszufinden, ob weitere Faktoren das Wachstum beeinflussen. Daraus entstanden Pflanzen mit zum Teil kleineren Blättern und Blüten und dünneren Stängeln, die damit Pflanzen ähnelten, die das ursprüngliche CYP-Gen nicht besitzen. Dies wiederum legt nahe, dass solche CYP-Gene das mobile Wachstumssignal generieren. Versuche zur Identifizierung weiterer Gene, die an der Erzeugung bzw. Rezeptoren für dieses Signal beteiligt sind, ergaben eine mutante Linie, die das Reportergen nicht aktivieren konnte. Die Organe dieser Pflanzen waren noch kleiner als in den Pflanzen ohne das CYP-Gen. DAMOKLUS demonstrierte so, dass das Wachstumssignal während der gesamten Infloreszenz aktiv ist und somit offenbar das Wachstum einzelner Organe und, durch Extension, die Blütensymmetrie gewährleistet, was vor allem für den Befruchtungserfolg wichtig ist. Die Erfolge des Projekts resultieren in verbesserten Methoden, die das Organwachstum bei wichtigen Nutzpflanzen verbessern können.
