The role of intracellular calcium for the cold signal transduction and the development of frost tolerance of wheat (Triticum aestivum).

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Wird Wintergetreide niedrigen Temperaturen ausgesetzt (sog. Kälteakklimatisation), kann sich dessen Frosttoleranz erhöhen. Ziel unseres Forschungsvorhabens ist es, zu klären, ob a) an der Kältesignaltransduktion bei Winterweizen Veränderungen der cytosolischen Calciumionenkonzentration beteiligt sind, und ob b) ein möglicher Zusammenhang zwischen Abscisinsäure- und Calciumsignal im Verlauf der Kältesignaltransduktion besteht. Dazu sollen transgene Weizenpflanzen hergestellt werden, die das aus der Tiefseequalle Aequoria victoria stammende Apoquorin-Protein produzieren. Aequorin ist ein Photoprotein, das bei Calciumbindung luminesziert. Die Messung der Intensität des emittierten Lichtes ermöglicht die Bestimmung der Calciumionenkonzentration. Eine mögliche Beteiligung intrazellulärer Kompartimente an der Generierung kälteinduzierter Calciumsignale soll durch fluorometrische Messung der Calciumionenkonzentration in membrannahen Mikrodomänen kälteexponierter Weizenzellen mit Hilfe eines konfokalen Laser Scanning-Mikroskops untersucht werden. Die physiologische Relevanz kälteinduzierter Calciumsignale für die Frosttoleranzsteigerung wird durch Applikation von Calciumantagonisten und anschließende Frosttoleranzbestimmungen überprüft. Der mögliche Zusammenhang zwischen Abscisinsäure- und Calciumsignal im Verlauf der Kältesignaltransduktion soll unter anderem durch Analyse des endogenen Gehaltes des Phytohormons Abscisinsäure in nichttransgenen Weizenpflanzen mittels Enzymimmunoassay untersucht werden.