Mechanismen von abiotischen Stressantworten in Tomate (Solanum lycopersicum)

Grunddaten zu diesem Projekt

Beschreibung

Aufgrund ihrer sessilen Lebensweise müssen Pflanzen effektiv auf abiotische Stressfaktoren wie Trockenheit, Kälte und Hitze reagieren. Das Hormon Abscisinsäure (ABA), sowie der sekundäre Botenstoff Calcium spielen eine zentrale Rolle in diesen Stressantworten. Untersuchungen in der Modellpflanze Arabidopsis haben wichtige ABA- bzw. Calcium-Signalkomponenten, wie z. B. Typ 2C Proteinphosphatasen (PP2Cs), ABA-Rezeptoren (PYL/RCARs) und ROP GTPasen, sowie Calcineurin B-ähnliche (CBL) Calciumsensoren und von diesen regulierte Proteinkinasen (CIPKs) identifiziert. Darüber hinaus wurden in den letzten Jahren zahlreiche funktionelle Wechselwirkungen zwischen diesen Signalproteinen aufgeklärt. Das Genom der Nutzpflanze Tomate kodiert auch für all diese Signalkomponenten. Darüber hinaus wurde dieser Organismus in den letzten Jahrzehnten intensiv genetisch und molekularbiologisch untersucht. Trotzdem ist es nur bedingt bekannt, wie exakt diese Signalkomponenten in der Tomate funktionieren und wie sie funktionell miteinander vernetzt sind. Außerdem ist nur unzureichend bekannt, in wie weit Forschungsergebnisse aus der Modellpflanze Arabidopsis auf die Tomate übertragen werden können.In dieser Situation verfolgt das Projekt drei Zielstellungen: (i) Wir wollen vergleichend die Funktion von ROP GTPasen untersuchen. Während in Arabidopsis ROP10/11 ein durch Duplikation gebildetes Genpaar darstellen, kodiert das Tomatengenom nur für ein ROP10 Protein. (ii) Wir wollen die Funktionen und Interaktionen von ausgewählten Vertretern der CBL/CIPK/PP2C/ROP Genfamilien aus Tomate untersuchen. Schwerpunkt dabei ist ihre Funktion in der Fruchtreifung sowie in Hitze- und Trockenstressreaktionen. (iii) Wir wollen die molekulare Ursache für die Hitzetoleranz einer Palästinensischen Tomatenlandrasse aufklären.Um dieses Ziel zu erreichen, planen wir die kombinierte Anwendung von genetischen, zellbiologischen, biochemischen und molekularbiologischen Methoden. Für eine effiziente Umsetzung des Forschungsprogramms haben wir ein Team aus Palästinensischen, Israelischen und Deutschen Forschern zusammengestellt, die jeweils ihre speziellen und komplementären Expertisen in dieses Projekt einbringen. Der Palästinensische Partner hat umfangreiche Erfahrungen in der Charakterisierung und Transformation von Tomaten. Der Israelische Partner verfügt über langjährige Erfahrungen in der Charakterisierung von ROP Proteinen und ist ein ausgewiesener Experte in entwicklungs- und zellbiologischen Studien. Der Deutsche Partner ist ein Experte für Calcium- und Stress-Signaltransduktion und verfügt über umfangreiche methodische Expertise zur Analyse von Protein-Protein Interaktionen. In diesem Projekt wollen wir unsere komplementären Fähigkeiten gemeinsam nutzen, um unser Verständnis der abiotischen Stresstoleranz in der Tomate zu erweitern. Wir hoffen, dass dies in Zukunft auch ermöglicht, diese landwirtschaftlich wichtigen Eigenschaften dieser Nutzpflanze zu verbessern.