Mechanismen der Dynamik des pflanzlichen Blatt- und Wurzelwachstums

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Wachstum ist ein zentraler Prozess pflanzlichen Lebens, der sich durch eine komplexe raumzeitliche Organisation auszeichnet. Neue methodische Entwicklungen ermöglichen die Verknüpfung mechanistischer Prozesse mit der makroskopischen Wachstumsdynamik. An Modellarten soll (1) die raum-zeitliche Dynamik des Expansionswachstum im Tagesgang und bei Änderungen von Umweltbedingungen charakterisiert werden. Kartierungen des Expansionswachstums dikotyler Blätter bei verschiedenen Lichtperioden untersuchen die Kontrolle der Tagesrhythmik durch endogene Rhythmen. Raum-zeitliche Analysen der Änderungen der Expansionsrate entlang der Wurzelspitze bei kurzfristig variierten Stickstoffversorgungen und Temperaturen studieren den Einfluss wichtiger Umweltfaktoren auf die Organisation der Wachstumszone. (2) Auf Gewebeebene wird die Rolle von Blattadern bei der Kontrolle der Expansion und die Biomechanik von durch Wachstum verursachten 3-D-Bewegungen analysiert. (3) Raum-zeitliche Kartierung der Verteilung von Zellexpansion immobilisierter und im Gewebeverband eingegebener Zellen soll den Einfluss des Gewebeverbands auf das Expansionswachstum von Zellen klären. Eine Methode zur raum-zeitlichen Analyse der Zellteilung in intakten Wurzelspitzen sollen durch Untersuchungen transgener Pflanzen mit digitaler Bildsequenzanalyse entwickelt werden. (4) Die Relevanz biochemischer und molekularer Prozesse für die Blattexpansion wird durch raum-zeitliche Korrelation von Osmotika und Turgor sowie von Eigenschaften der Zellwand - insbesondere im Zusammenhang mit Expansin - mit dynamischen Karten der Expansion identifiziert.