Genetik der Fruchtentwicklung

Eine europäische Studie untersuchte das regulative Netzwerk, das den Prozess der Fruchtöffnung kontrolliert. Die Ergebnisse des Projekts Dehicis sind von wirtschaftlichem Interesse und man erhofft sich, dass durch sie der Saatgutverlust, der durch das frühzeitige Aufplatzen der Samenkammer vor der Reife entsteht, verhindert werden kann.

Klimawandel und Umwelt

Früchte bestehen aus Samen, die in einem befruchteten Fruchtknoten einer blühenden Pflanze eingeschlossen sind. Durch aufeinander folgende Wirkungen verschiedener Hormone wachsen die Samen und die heranwachsende Frucht reift. Die umfassende Erforschung der Fruchtstrukturierung zeigte eine Anzahl von Molekülen, die in diesem Prozess eingebunden sind. Jedoch ist wenig über die molekularen Interaktionen bekannt, die diesen fundamentalen Prozess für die Pflanzenvermehrung kontrollieren. Der Forschungsplan des EU-finanzierten Projekts Dehicis war es, zu verstehen, wie Netzwerke von Genen für Transkriptionsfaktoren und ihre Zielsequenzen die Blüten- und Fruchtentwicklung kontrollieren und wie dies bei verschiedenen Arten variiert. Wissenschaftler konzentrierten sich auf die Untersuchung des Gens Replumless (RPL), das für die Entwicklung einer speziellen Struktur, dem Replum, erforderlich ist, die am Öffnungsprozess der Frucht zur Samenauslösung beteiligt ist. Ihr Hauptfokus lag auf den Pflanzen der Senffamilie Ackerschmalwand und Kohl. Elemente, die an der Regulierung von RPL beteiligt sind, wurden untersucht und mögliche Änderungen in diesen regulativen Sequenzen wurden in Bezug auf die Fruchtentwicklung und das Aufplatzen der Samenkammer zwischen Ackerschmalwand und Kohl untersucht. Wissenschaftler entdeckten, dass die Mutation eines einzigen konservierten Elements in RPL in Verbindung mit Änderungen in der Replum-Morphologie stand. Interessanterweise wird diese besondere Nukleotidveränderung beim Reisanbau genutzt, um die Samenauslösung zu verhindern. Des Weiteren wurden Komponenten bestimmt, die an der Biosynthese des Pflanzenhormons Gibberelline beteiligt sind. Die entdeckten Gene wurden bezüglich ihrer Auswirkungen auf die Entwicklung von Trennschichten und auf erhöhten Widerstand gegen das Aufplatzen der Samenkammer untersucht. Dieses Wissen wurde für das endgültige Ziel des Projekts Dehicis angewandt, um Änderungen in den regulativen Netzwerken von Blumen-/Fruchtgenen in der Praxis anzuwenden. Zu den geeigneten Kandidaten für eine Modifizierung des Aufplatzens der Schoten bei Kohl gehört JAGGED. Man fand Mutationen in diesem Gen, die zur Reduzierung des Öffnens der Samenschoten und des Verlusts an Saatgut brauchbar erscheinen. Die Ergebnisse des Projekts Dehicis haben wichtige Auswirkungen auf die Landwirtschaft von Kohlpflanzen, da das Aufplatzen der Samenkammer reduziert und somit der Saatgutverlust minimiert wird.

Dynamic and evolution of cis-regulatory elements involved in fruit development in Arabidopsis and Brassica

Genetik der Fruchtentwicklung

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