Einfluß der Mineralstoffernährung und anderer exogener Faktoren auf das Ionenmilieu des Apoplasten unter besonderer Berücksichtigung des pH und des apoplastischen Ca2+

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In der letzten Antragsphase ist es gelungen, das Indikator Protein Aequorin, das nach Bindung mit einem Luniophor - dem Coelenterazin - die Eigenschaften hat Licht zu emittieren, wenn es mit Ca++-Ionen eine Bindung eingeht, im Apoplasten von Arabidopsis zu exprimieren. Zur leichteren Detektion enthält das Konstrukt GFP. Dieses GFP soll im Antragszeitraum durch eine pH sensitive Mutante ersetzt werden. Hiermit wird es möglich sein, simultan den Einfluß exogener Faktoren wie mechanischer Stimuli, Temperatur, Licht oder Hypoxia auf pHapo und [Ca2+]apo zu verfolgen. Dies ist ebenfalls hinsichtlich distinkter Ernährungssituationen wie NO3- vs. NH4+, differenziertes Ca2+-Angebot oder Al-Toxizität bzw. B-Mangel geplant. Die Untersuchungen werden zunächst an Arabidopsis, später an Kartoffel durchgeführt. Das Arbeiten mit Arabidopsis entsprang zwar der Not (leichtere Transformierbarkeit, transgene Pflanzen liegen bereits vor), bietet aber viele Vorteile, die genutzt werden sollen. So sind Mutanten mit Unterschieden in der Al3+-Toleranz ebenso bekannt, wie solche mit unterschiedlichen Ansprüchen hinsichtlich der B-Versorgung. In Zusammenarbeit mit den AGs Horst und Goldbach soll so versucht werden, einen Beitrag zum Verständnis der Al3+-Toxizität bzw. der B-Mangelsymptome zu leisten. In der 2. Projektphase sollen transgene Pflanzen erzeugt werden, die Aequorin und das pH sensitive GFP sowohl im Apoplasten als auch im Symplasten exprimieren. Es wird erwartet, daß es hierdurch erstmals möglich sein wird, Signaltransduktionen zwischem Symplast und Apoplast ebenso zu verfolgen, wie H+ und Ca2+ Flüsse zwischen diesen beiden pflanzlichen Kompartimenten zu quantifizieren.Die in Zusammenarbeit mit anderen Gruppen begonnenen Arbeiten zur Erstellung apoplastischer Stoffbilanzen der Blätter bzw. der Austauschkinetik in den Zellwänden werden fortgesetzt und abgeschlossen.