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Molekulare Genomik, Dr. Wolf-Rüdiger Scheible
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Molekulare Genomik, Dr. Wolf-Rüdiger Scheible

Anorganische Nährstoffe sind unerlässlich für Pflanzenwachstum und Entwicklung. Sie dienen der Pflanze jedoch auch als Signale, um den Metabolismus, die Entwicklung und Pflanzenarchitektur an ihre Verfügbarkeit anzupassen. Nitrat, zum Beispiel, reguliert seine eigene Aufnahme und Assimilation, die Produktion von organische Säuren und Stärke, sowie z.B. Sproß- und Wurzelwachstum. Diese Prozesse sind von hoher landwirtschaftlicher Bedeutung. Durch die Sequenzierung der ersten Pflanzengenome (Arabidopsis und Reis) wurden neue Wege eröffnet und Werkzeuge entwickelt, um Pflanzen zu studieren. Die „Molecular Genomics” Gruppe um Dr. Wolf-Rüdiger Scheible bedient sich der neuen Werkzeuge moderner Pflanzengenetik und –genomik, um Gene und Mutanten zu identifizieren, welche in der pflanzlichen Nährstoff-Signaltransduktion eine Rolle spielen bzw. Veränderungen aufweisen. Die Möglichkeit das Nährstoff-Signalling gezielt zu verändern, könnte höhere Ernten, niedrigere Kosten und weniger Umweltschäden zur Folge haben.

Pflanzliche Nährstoff-Signaltransduktionswege sind nach wie vor kaum verstanden. Die modernen genomweiten Analysemethoden bieten jedoch neue Ansatzpunkte. Affymetrix GeneChips welche über 85% der Arabidopsis Gene repräsentieren werden benutzt, um potentielle Regulator-Gene zu identifizieren, deren transkriptionelle Expression schnell und spezifisch auf die Verfügbarkeit von Nährstoffen wie Nitrat oder Phosphat reagiert (Scheible et al., 2004; Morcuende et al., submitted). Diese Gene werden nun mittels Überexpressions- und Knockout-Ansätzen (Der Regulator wird verstärkt oder vermindert produziert) auf veränderte Nährstoff-Reaktionen hin untersucht. Zusätzlich haben wir eine hochsensitives, multiparalleles RT-PCR System etabliert, um zusätzliche regulatorische Gene (wie z.B. Transkriptionsfaktoren, E3 Ligasen, Mikro-RNAs) zu identifizieren, welche entweder sehr niedrig oder Zelltyp-spezifisch exprimiert werden oder auf Affymetrix GeneChips nicht repräsentiert sind. RT-PCR im Hochdurchsatz wird außerdem verwendet, um Arabidopsis Mutanten zu isolieren, welche bereits in ungestressten Bedingungen Nährstoffstress- oder andere Stress-Markergene exprimieren.




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