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 2 Wochen


Meldung vom 17.01.2019 13:47

Mieser Fraß: Wie Mesozooplankton auf Blaualgenblüten reagiert

Warnemünder MeeresforscherInnen ist es mithilfe der Analyse von stabilen Stickstoff-Isotopen in Aminosäuren ...

Meldung vom 17.01.2019 13:41

Einblicke in das Wachstum einer tropischen Koralle

Kalkbildung in Korallen: Ein doppelter Blick und dreifache Messungen erlauben neue Einblicke in das Wachstum e ...

Meldung vom 17.01.2019 13:31

Plötzlich gealtert

Coralline Rotalgen gibt es seit 130 Millionen Jahren, also seit der Kreidezeit, dem Zeitalter der Dinosaurier. ...

Meldung vom 17.01.2019 13:19

Mehr Platz für Vögel und Schmetterlinge in der Landwirtschaft

Um den schwindenden Bestand von Vögeln und Schmetterlingen im Schweizer Kulturland wieder zu erhöhen, müsse ...

Meldung vom 17.01.2019 13:14

Ernst Haeckel als Erzieher

Biologiedidaktiker der Uni Jena geben Reprint der Dodel-Schrift „Ernst Haeckel als Erzieher“ mit heraus.

Meldung vom 17.01.2019 13:10

Das Ohr aus dem 3-D-Drucker

Aus Holz gewonnene Nanocellulose verfügt über erstaunliche Materialeigenschaften. Empa-Forscher bestücken d ...

Meldung vom 17.01.2019 13:04

Menschliche Darmflora durch Nanopartikel in der Nahrung beeinflussbar

Neue Studie der Universitätsmedizin Mainz über die (patho)biologischen Auswirkungen von Nanopartikeln auf da ...

Meldung vom 10.01.2019 19:47

Erster direkter Nachweis eines Wal jagt Wal - Szenarios in früheren Ozeanen

In einer im open-access Journal PLOS ONE publizierten Studie, liefern Manja Voss, Paläontologin am Museum fü ...

Meldung vom 10.01.2019 19:33

Zahnwechsel sorgt bei Elefanten für Jojo-Effekt

Das Gewicht von Zoo-Elefanten schwankt im Laufe ihres erwachsenen Lebens in einem Zyklus von etwa hundert Mona ...

Meldung vom 10.01.2019 19:24

Intensives Licht macht schläfrig

Insekten und Säugetiere besitzen spezielle Sensoren für unterschiedliche Lichtintensitäten. Diese nehmen ge ...

Meldung vom 10.01.2019 19:11

Alpenwanderung mit Folgen: Forscher verifizieren fast 70 Jahre alte genetische Hypothese

An einer Orchideen-Population in Südtirol belegen Forscher der Universitäten Hohenheim, Zürich und Wien die ...

Meldung vom 08.01.2019 17:54

Clevere Tiere upgraden ihr Genom

Puzzlestein in der Evolution der Tintenfische entschlüsselt - Kopffüßer wie Tintenfisch, Oktopus oder Nauti ...

Meldung vom 08.01.2019 17:45

Gekommen, um zu bleiben: Drachenwels aus Ostasien in der bayerischen Donau

Die bayerische Donau ist inzwischen Heimat für viele Fisch- und andere Tierarten, die ursprünglich nie dort ...

Meldung vom 08.01.2019 17:37

Entwicklung eines grösseren Gehirns

Ein Gen, das nur der Mensch besitzt und das in der Großhirnrinde aktiv ist, kann das Gehirn eines Frettchens ...

Meldung vom 07.01.2019 16:31

Bei Blaumeisen beeinflusst das Alter der Weibchen und die Legefolge die Qualität der Eier

Brütende Blaumeisen-Weibchen stimmen die Zusammensetzung ihrer Eier auf die Bedürfnisse der aus ihnen schlü ...

Meldung vom 07.01.2019 16:03

Phytolith- und Wassergehalt von Futterpflanzen beeinflussen Zahnschmelzabrieb von Wirbeltieren

Verschiedene Futterpflanzen reiben den Zahnschmelz von Wirbeltieren unterschiedlich stark ab, was unter andere ...



26.12.2018:
Baum der Schrecken
24.11.2018:
Wenn das Meer blüht
24.11.2018:
Durchsichtige Fliegen
15.11.2018:
Plastik im Fisch
03.10.2018:
Gestresste Pflanzen

13.08.2018:
Wie Vögel lernen
20.07.2018:
Magie im Reagenzglas

18.06.2018:
Primaten in Gefahr
28.05.2018:
Störche im Aufwind
07.05.2018:
Misteln atmen anders

27.03.2018:
Kenne Deinen Fisch!
01.09.2016:
Elefanten im Sinkflug
13.12.2015:
Leben ohne Altern
22.05.2014:
Lebensraum Käse
22.05.2014:
Domino im Urwald
04.04.2014:
Nationalpark Asinara
13.03.2014:
Trend-Hobby Imker
04.09.2013:
Harmloser Terrorvogel
07.02.2013:
Wie Bienen riechen

Newsletter

Neues aus der Forschung