Suberin in rice roots: biosynthesis, chemical composition and barrier properties

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Reis ist eine der wichtigsten Kulturpflanzen der Welt. Die Toleranz von Reis gegenüber Wasser-, Sauerstoff- und Salzstress ist zum Teil von der Suberinisierung der Wurzelzellwände, die die Grenzfläche zwischen Wurzel und Boden bilden, abhängig. Eine verstärkte Suberinisierung der Wurzel kann das Überleben von Reis unter ernsten Stressbedingungen verbessern. Daher ist eine genauere Kenntnis der Biosynthese, der chemischen Zusammensetzung und der Barriereeigenschaften von Suberin in Reiswurzeln erstrebenswert. Mögliche Kandidatengene der Suberinbiosynthese in Reis können zielgerichtet unter Verwendung bioinformatischer Methoden und mit Hilfe der Sequenzen von Genen, die in der Vergangenheit als Schlüsselgene der Suberinbiosynthese in Arabidopsis erfolgreich identifiziert und charakterisiert wurden, gefunden werden. Organ- und gewebsspezifische Expression und Klonierung potentieller Kandidatengene werden mittels molekularbiologischer Ansätze untersucht und durchgeführt (PCR und qRT-PCR). Die chemische Zusammensetzung von Suberin in transgenen Reispflanzen, in denen potentielle Kandidatengene ausgeschaltet oder überexprimiert sind, wird mittels chemisch-analytischer Methoden untersucht (Gaschromatographie und Massenspektrometrie). Der radiale Transport von Wasser, Sauerstoff und Ionen in Wurzeln transgener Reispflanzen mit veränderter Suberinzusammensetzung soll mittels biophysikalischer Methoden gemessen werden (Druckmesssonde und Druckbombe). Dieser kombinierte Ansatz wird die erfolgreiche Identifikation von Schlüsselgenen der Suberinbiosynthese in Reis ermöglichen. Diese Ergebnisse können in Zukunft dazu beitragen die Stresstoleranz von Reissorten zu verbessern.