Lokalisierung, Charakterisierung und physiologischer Impakt der Ca2+-Kanäle und -Pumpen in den Siebelementen

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Die Verteilung von Photoassimilaten in der Pflanze und die entsprechende Produktion von Biomasse ist eine zentrale Frage in der Pflanzenphysiologie und ein Hauptthema in der Ökologie und den Agrarwissenschaften. Als entscheidender Faktor für die Verteilung wird meistens die Kompetition zwischen den terminalen Sinks gehalten. Die Aktivität der axialen Sinks - die Zellen entlang der Phloembahn-, die aufgrund des großen lateralen Stoffaustausches beachtlich sein muß, wird dabei nicht berücksichtigt. Der vorliegende Antrag beabsichtigt die potentielle Rolle der axialen Sinks zu erforschen. Der Schlüsselbereich könnte der Apoplast zwischen Siebelement/Geleitzelle im Hinblick auf die fast vollkommene symplasmatische Isolierung von Siebröhren und Phloemparenchymzellen im Transportphloem sein. Photoassimilate in diesem Grenzbereich sind der gegenseitigen Konkurrenzkraft dieser Domänen ausgesetzt. Was den Siebröhren entzogen wird, landet in den axialen Sinks und wird nicht - jedenfalls nicht direkt - in die terminale Sinks investiert. Artspezifische Unterschiede in den Konkurrenzverhältnissen, die möglicherweise mit dem Phloembeladungstyp zusammenhängen, führen voraussichtlich zu einer differentiellen Photoassimilatverteilung. Es ist geplant, die verantwortlichen thermodynamischen Triebkräfte für die Photoassimilataufnahme der betreffenden Zellen, ihre symplasmatische Einbettung und die Auswirkung ihrer gegenseitigen Konkurrenz auf die Photoassimilatverteilung in symplasmatischen und apoplasmatischen Arten zu untersuchen. Die geplanten Arbeiten sollen grundlegende neue Einsichten in die Dynamik des Gesamtkohlenhydrathaushalts, die Verteilung von Photoassimilaten auf die Sinks und in die sich daraus ergebenden Konsequenzen für die relativen Wachstumsraten von Pflanzen liefern.