GABI FUTURE

CAPSITRAP

Kalzium- und Proteinkinase-vermittelte Signaltransduktion in Pflanzen - ein funktional-genomischer Ansatz auf biochemischer Basis als neuartige Strategie zur Verbesserung der Leistungsfähigkeit von Nutzpflanzen unter umweltbedingtem Stress

Koordinator: Prof. Dr. Tina Romeis – Freie Universität Berlin

Projektbeschreibung

CAPSITRAP etabliert Strategien, um die Fitness der Pflanzen gegenüber negativen Umwelteinflüssen (wie Trockenheit, Kälte oder Schädlingsbefall) zu erhöhen. Dabei spielen Calcium-Ionen eine grundlegende Rolle. Eines der ersten Signale, die während der Stresseinwirkung in der Pflanze auftreten, sind die Veränderungen in der Calcium-Ionen-Konzentration, die innerhalb weniger Minuten in der Pflanzenzelle gebildet werden. Der Anstieg der Calcium-Ionen, der spezifische Eigenschaften für die jeweiligen Umweltveränderungen besitzt, wird von Calcium-regulierten Protein-Kinasen detektiert und die kodierten Informationen anschließend weitergeleitet. Die häufigsten Calcium-regulierten Protein-Kinasen in Pflanzen sind die Proteinfamilien der CDPKs und der CBL/CIPKs. Die Verringerung dieser Proteinkinasen durch gezielte Mutation aber auch die überhöhte Expression einzelner Calcium-regulierter Proteinkinasen in der Modellpflanze Arabidopsis thaliana resultierten in einer verbesserten Resistenz der Pflanzen gegenüber Kälte bzw. Trockenheit, ohne negativen Einfluss auf das Wachstum bzw. die Gesamt-Fitness der Pflanzen zu haben.

Das Ziel von CAPSITRAP besteht darin, agronomisch wichtige Pflanzen, wie Tabak, Mais oder Getreide, durch die Manipulation der Calcium-regulierten Signal-Wege resistenter gegenüber den negativen Umwelteinflüssen zu machen. Im Fokus stehen dabei die gezielten Veränderungen der CDPKs bzw. des CBL/CIPK-Netzwerkes, um die Toleranz der Kulturpflanzen gegenüber Trockenheit, Kälte und Schädlingsbefall zu erhöhen.

Um dies zu ermöglichen, sollen nicht nur die Menge der einzelnen Proteinkinasen sondern zusätzlich auch deren biochemischen Eigenschaften gezielt verändert werden. Diese Veränderungen werden zum einen in der Modellpflanze Tabak etabliert und vielversprechende Kandidaten, welche die Toleranz gegenüber den Umwelteinflüssen erhöhen, werden dann ausgewählt und auf die ökonomisch wichtige Kulturpflanze Mais übertragen. Die Ergebnisse dieser genetischen Strategien können dann durch klassische Züchtung in den einschlägigen Betrieben genutzt werden und gezielt auf eine Reihe wichtiger Nutz- und Kulturpflanzen aber auch Zierpflanzen übertragen werden.

(english (Beta))

Calcium- and protein kinase-mediated signal transduction in plants - a biochemical-based functional genomics approach as novel strategy for improving environmental stress performance of crop plants

Eckdaten
G

GABI FUTURE

CAPSITRAP

Projektlaufzeit

01.10.2007 - 31.12.2010

Förderkennzeichen

0315061

Fördersumme

Öffentlich: 1.193.743,00 €
Privat: 0,00 €
Gesamt: 1.193.743,00 €
Herr Prof. Dr. Ralph Bock
E-Mail-Kontakt
Max-Planck-Institut für Molekulare Pflanzenphysiologie

Am Mühlenberg 1
14476 Potsdam
Deutschland
zur Website
Herr Prof. Jörg Kudla
E-Mail-Kontakt
Westfälische-Wilhelms-Universität Münster
Institut für Biologie und Biotechnologie der Pflanzen

Schlossplatz 8
48149 Münster
Deutschland
zur Website
Frau Prof. Dr. Tina Romeis
E-Mail-Kontakt
Freie Universität Berlin
Dahlem Centre of Plant Sciences (DCPS)

Königin-Luise-Straße 12-16
14195 Berlin
Deutschland