Pflanzenmütter kommunizieren mit ihren Embryonen über das Hormon Auxin

Neues aus der Forschung

Meldung vom 16.07.2018

Wissenschaftler/innen lösen seit langem bestehende Frage nach dem Signal, das die Embryonalentwicklung steuert - Studie in Nature Plants veröffentlicht


180719-0136_medium.jpg
Helene S. Robert, et al.
Maternal auxin supply contributes to early embryo patterning in Arabidopsis
Nature Plants
DOI: 10.1038/s41477-018-0204-z

 
Arabidopsis Samen in der frühen Entwicklung: Auxin (hier in grün) wird im mütterlichen Gewebe in der Nähe des jungen Embryos produziert und reichert sich dort an.

Schwangerschaften beim Menschen und die Samenentwicklung bei Pflanzen mögen sehr unterschiedlich aussehen, es gibt aber Parallelen - nicht zuletzt die, dass sich der Embryo in enger Verbindung mit der Mutter entwickelt. Bei Tieren ist bekannt, dass ein ganzes Netzwerk von mütterlichen Signalen die Entwicklung des Embryos beeinflusst. Bei Pflanzen ist seit einiger Zeit klar, dass mütterliche Signale die Embryonalentwicklung regulieren. Allerdings war das Signal selbst unbekannt - bis jetzt. PflanzenforscherInnen des Institute of Science and Technology Austria (IST Austria), des Central European Institute of Technology (CEITEC) und der Universität Freiburg haben nun herausgefunden, dass ein von der Mutter stammendes Pflanzenhormon, das sogenannte Auxin, eines der Signale ist, die dem Pflanzenembryo seine Gestalt vorgeben. Ihre Studie erscheint heute in Nature Plants.

"Pflanzenforscher versuchen seit Jahrzehnten, die Natur der Signale zwischen Mutter und Embryo herauszufinden", erklärt Jiri Friml, Professor am IST Austria und einer der Korrespondenzautoren. "Wir zeigen, dass die Quelle des Auxins, das die frühe Embryonalentwicklung reguliert, die Mutter ist." Auxin ist ein Hormon, das viele Rollen in der Entwicklung von Pflanzen spielt und es war bekannt, dass es auch für die Embryonalentwicklung wichtig ist. Durch die Visualisierung der Biosynthese und der Reaktion auf Auxin zeigen die Forscher, dass das mütterliche Gewebe, das den Embryo im Samen umgibt, nach der Befruchtung mehr Auxin produziert.

Die AutorInnen zeigen weiters, dass diese erhöhte mütterliche Auxinproduktion für den Embryo entscheidend ist: Wenn die Auxinproduktion unterbrochen wird, entwickelt sich der Embryo nicht richtig. Und es ist das mütterliche Auxin, das diese wichtige Rolle spielt. Kreuzten die Forscher zwei Pflanzen so, dass die Mutter kein Auxin produziert, der Embryo aber schon, entstehen trotzdem die gleichen Defekte in der Embryonalentwicklung – damit war der Beweis erbracht, dass Auxin der Mutter das wichtige Entwicklungssignal ist.

Auxin ist jedoch nicht das einzige mütterliche Signal, das den Embryo beeinflusst, erklärt Friml: "Wenn wir die Zufuhr von Auxin von der Mutter zum Embryo stoppen, wächst der Embryo zwar fehlerhaft, aber er entwickelt sich trotzdem irgendwie. Das bedeutet, dass es ein weiteres, auxin-unabhängiges Signal geben muss." Die Publikation ist eine Zusammenarbeit zwischen Jiri Friml und seiner Gruppe, insbesondere Helene S. Robert, ehemalige Postdoc von Friml und jetzt Gruppenleiterin am CEITEC in Brno, und der Gruppe von Thomas Laux an der Universität Freiburg.



Über das IST Austria

Das Institute of Science and Technology (IST Austria) in Klosterneuburg ist ein Forschungsinstitut mit eigenem Promotionsrecht. Das 2009 eröffnete Institut widmet sich der Grundlagenforschung in den Naturwissenschaften, Mathematik und Computerwissenschaften. Das Institut beschäftigt ProfessorInnen nach einem Tenure-Track-Modell und Post-DoktorandInnen sowie PhD StudentInnen in einer internationalen Graduate School. Neben dem Bekenntnis zum Prinzip der Grundlagenforschung, die rein durch wissenschaftliche Neugier getrieben wird, hält das Institut die Rechte an allen resultierenden Entdeckungen und fördert deren Verwertung. Der erste Präsident ist Thomas Henzinger, ein renommierter Computerwissenschaftler und vormals Professor an der University of California in Berkeley, USA, und der EPFL in Lausanne, Schweiz. www.ist.ac.at


Diese Newsmeldung wurde erstellt mit Materialien von idw


News der letzten 7 Tage

www.biologie-seite.de 16 Meldungen

Meldung vom 21.05.2019

Neue Studie zeigt: Tropische Korallen spiegeln die Ozeanversauerung wider

Das Kalkskelett tropischer Korallen weist bereits Veränderungen in der chemischen Zusammensetzung auf, die au ...

Meldung vom 21.05.2019

Namenlose Fliegen

Unsere heimischen Fliegen und Mücken zählen mit knapp 10.000 bekannten Arten zu einer der vielfältigsten In ...

Meldung vom 20.05.2019

Bonobo Mütter verhelfen ihren Söhnen zu mehr Nachwuchs

Bei vielen sozialen Tierarten teilen sich Individuen die Aufgaben der Kindererziehung, doch neue Forschungserg ...

Meldung vom 20.05.2019

Auf die Größe kommt es an

Ökologe der Universität Jena und des Deutschen Zentrums für integrative Biodiversitätsforschung (iDiv) ent ...

Meldung vom 20.05.2019

3D-Technologie ermöglicht Blick in die Vergangenheit

Studie identifiziert Fischarten anhand vier Millionen Jahre alter Karpfenzähne ‒ Modell zur Evolution der B ...

Meldung vom 20.05.2019

Auswirkungen von Klimaveränderungen auf die genetische Vielfalt einer Art

Über das Genom des Alpenmurmeltiers.

Meldung vom 17.05.2019

Ernst Haeckel: Vordenker hochmoderner Disziplinen

Wissenschaftshistoriker der Universität Jena erklären Ernst Haeckels Ökologie-Definition.

Meldung vom 17.05.2019

Echoortung von Fledermäusen - Exzellente Navigation mit wenig Information

LMU-Forscher widerlegen bisherige Annahmen über die Echoortung: Fledermäuse haben deutlich weniger räumlich ...

Meldung vom 17.05.2019

Neues Petersilien-Virus von Braunschweiger Forschern entdeckt space

Neues Petersilien-Virus kommt im Raum Braunschweig und anderen Teilen Deutschlands vor.

Meldung vom 16.05.2019

Bettgenosse gesucht: Wer war der erste Wirt der Bettwanzen

Ein internationales Team von Wissenschaftlern unter der kooperativen Leitung des TUD Biologen Prof. Klaus Rein ...

Meldung vom 15.05.2019

Schimpansen graben mit Werkzeugen nach Futter

Forschungsteam filmt im Zoo erstmals, wie die Menschenaffen vorgehen, um an vergrabene Leckereien zu kommen.

Meldung vom 15.05.2019

Übersatte Bakterien machen den Menschen krank

SFB 1182-Forschungsteam schlägt in einer neuen Hypothese vor, dass Entzündungskrankheiten durch ein Nahrungs ...

Meldung vom 15.05.2019

Große Fragen zur Rolle mikroskopischen Lebens für unsere Zukunft

Wie Mikroorganismen die dynamische Entwicklung unserer Erde beeinflussen.

Meldung vom 15.05.2019

Wälder tragen weniger zum Klimaschutz bei als vermutet

Eine Studie mit Beteiligung der Eidg. Forschungsanstalt für Wald, Schnee und Landschaft WSL könnte ein Dämp ...

Meldung vom 15.05.2019

Ausgezirpt - Drastischer Biomasseverlust bei Zikaden in Deutschland

In der April- Ausgabe der vom Bundesamt für Naturschutz herausgegebenen Zeitschrift „Natur und Landschaft ...

Meldung vom 14.05.2019

Relaisstation im Gehirn steuert unsere Bewegungen

Die Relaisstation des Gehirns, die Substantia nigra, beherbergt verschiedene Arten von Nervenzellen und ist f ...


03.05.2019
Eine Frage der Zeit
24.04.2019
Kraftwerk ohne DNA

06.03.2019
Bindung mit Folgen
16.01.2019
Plötzlich gealtert

19.12.2018
Baum der Schrecken
07.11.2018
Plastik im Fisch
28.09.2018
Gestresste Pflanzen

13.08.2018
Wie Vögel lernen

15.06.2018
Primaten in Gefahr
24.05.2018
Störche im Aufwind
19.07.2018
Kenne Deinen Fisch!
19.07.2018
Leben ohne Altern
19.07.2018
Lebensraum Käse
19.07.2018
Domino im Urwald
19.07.2018
Trend-Hobby Imker
19.07.2018
Wie Bienen riechen

Newsletter

Neues aus der Forschung