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Wie Pflanzen Wurzeln schlagen
Bereits im winzigen Zellhaufen im Samen aktiviert eine Kombination aus einem Pflanzenhormon, einem Steuerungsfaktor und zwei weiteren Proteinen die Wurzelgründungszelle.
Rolf Höneisen
Wissenschaftler vom Zentrum für Molekularbiologie der Pflanzen (ZMBP, Universität Tübingen) und der Universität Wageningen haben zusammen mit Kollegen vom Max-Planck-Institut für Entwicklungsbiologie an der Ackerschmalwand (Arabidopsis thaliana) erforscht, wie dieser Prozess gesteuert wird. Bereits im winzigen Zellhaufen im Samen aktiviert eine Kombination aus einem Pflanzenhormon, einem Steuerungsfaktor und zwei weiteren Proteinen die Wurzelgründungszelle.
Die Ausbildung des Wurzelgewebes hängt zum einen von der Anhäufung des Pflanzenhormons Auxin ab, das vom Embryo zur Wurzelgründungszelle gelenkt wird. Verstärkt wird dieser Vorgang durch den Steuerungsfaktor Monopteros. Doch das allein reicht nicht aus. Die Forscher folgerten, dass Monopteros gezielt weitere Gene aktivieren muss.
Bei der Erhebung aller von Monopteros aktivierten Gene fanden sie zwei Gene, die bereits während der Embryonalentwicklung eine Rolle spielen: TMO5 und TMO7 (TMO = Target of Monopteros). Beide sind notwendig, damit sich das Wurzelgewebe ausbilden kann. Das vom TMO7-Gen gebildete Protein muss dazu vom Ort seines Entstehens im Embryo in die Wurzelgründungszelle wandern.
TMO7 ist ein bislang unbekanntes interzelluläres Signal für die Wurzelbildung im Embryo. Da dieser Steuerungsfaktor in weitere Regulierungsgeflechte bei der Pflanzenentwick- lung eingebunden ist, geht die Forschungsarbeit weiter. Die Erkenntnisse könnten in Zukunft dazu beitragen, Pflanzen zu züchten, die ein besonders leistungsfähiges Wurzelsystem aufweisen.
Ein Geheimnis bleibt im Raum: Woher «wissen» die Zellen, zu welchen Organen sie sich später entwickeln sollen?
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