MOE-Fellowship

Tautvydas Zalnierius

Endogene Phytohormondynamik wĂ€hrend der Entwicklung von Heracleum sosnowskyi-FrĂŒchten unter GA3- und IES-Behandlung

Endogene Phytohormondynamik wĂ€hrend der Entwicklung von H. sosnowskyi-FrĂŒchten unter GA3- und IES-Behandlung

Der Sosnowsky-BĂ€renklau (Heracleum sosnowskyi Manden.) ist eine invasive Pflanze, die in die Liste der invasiven gebietsfremden Arten aufgenommen wurde, die fĂŒr die Union von Bedeutung sind. Sie ist eine hochgiftige Pflanze fĂŒr den Menschen und in sieben EU-LĂ€ndern gut etabliert, wo sie die Landschaft verĂ€ndert. Der Sosnowsky-BĂ€renklau vermehrt sich nur durch TrockenfrĂŒchte, d.h. Samen, und produziert diese einmal im Leben. Es ist bekannt, dass Pflanzenwachstumsregulatoren eine wichtige Rolle bei der Entwicklung von samenlosen, fleischigen FrĂŒchten spielen. Unser Ziel war es, den Einfluss der Terminaldolde von H. sosnowskyi auf den Fruchtentwicklungsprozess in den Satellitendolden herauszufinden; den Auxin- und Gibberellin-Crosstalk-Effekt in Terminal- und Satellitendolden zu bewerten; die Bedeutung von GAs fĂŒr die Trockenfruchtentwicklung von H. sosnowskyi in Terminal- und Satellitendolden zu bewerten.

Die Analyse der endogenen GAs in den Eierstöcken verschiedener Entwicklungsstadien von Terminal- und Satellitendolden zeigte eine Störung der hormonellen Dynamik wĂ€hrend der Samenentwicklung durch die Hormonbehandlung. Die Ergebnisse zeigten, dass der frĂŒhe 13-hydroxylierte Stoffwechselweg, der das biologisch aktive Gibberellin, GA1, bildet, in den Samen von H. sosnowskyi ĂŒberwiegend vorhanden ist. DarĂŒber hinaus deuten unsere Ergebnisse auf eine unterschiedliche Regulation der Gibberelline innerhalb der terminalen und satellitenförmigen BlĂŒtenstĂ€nde hin. Hohe Konzentrationen oder ein Mangel an dem Hormon in einem bestimmten BlĂŒtenstand könnten die Entwicklung lebensfĂ€higer Samen stören. Wir identifizierten Genfragmente, die spezifisch fĂŒr putative biosynthetische/katabolische GA-Oxidasen (GA 20-ox, 3-ox und 2-ox) und eine Cyclase (CPS) sind und fĂŒr die Genexpressionsanalyse verwendet wurden. Die Transkriptniveaus der GA 20-ox, 3-ox und 2-ox Gene zeigten, dass Paclobutrazol die 3-ox und 2-ox Gene in den Satellitendolden signifikant hochreguliert. Die vorliegenden Ergebnisse unterstĂŒtzen die Hypothese, dass die GA-Homöostase durch ein komplexes System streng reguliert wird. Die Hormonspiegel sind wĂ€hrend der frĂŒhen Fruchtentwicklungsstadien stabil, insbesondere im terminalen BlĂŒtenstand, wĂ€hrend die GA-Spiegel in den SatellitenblĂŒtenstĂ€nden wahrscheinlich eher einer Modulation unterliegen. Diese Studie trĂ€gt zu einem besseren VerstĂ€ndnis der Interaktion verschiedener Phytohormone bei und wie deren Gleichgewicht die Trockenfruchtentwicklung von H. sosnowskyi beeinflusst. DarĂŒber hinaus können die Daten die Anwendung von Pflanzenwachstumsregulatoren zur Kontrolle der Fruchtentwicklung von H. sosnowskyi verbessern und zur Entwicklung von umweltfreundlichen Strategien zur Kontrolle der Invasion invasiver monokarper BĂ€renklau-Arten beitragen.


Übersicht

Förderzeitraum

05.02.2020 - 04.03.2021

Institut

Technische UniversitÀt Braunschweig
Institut fĂŒr Pflanzenbiologie

Betreuer

Prof. Dr. Theo Lange

Kontakt

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