Der Einfluss exogener Stressfaktoren auf die Entwicklung, Struktur und Funktion von Plasmodesmen

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Plasmodesmen vermitteln eine intensive Kommunikation zwischen benachbarten Pflanzenzellen, die sogar den Austausch von Proteinen und mRNA beinhaltet. Symplasmisch verbundene Pflanzenzellen können daher "suprazellulär" als übergeordnete funktionelle Einheiten agieren. Durch unterschiedliche Plasmodesmenhäufigkeiten sowie durch strukturelle und funktionelle Modifikationen der Zellkontakte an den verschiedenen Zellgrenzen im pflanzlichen Organismus wird ein komplexes und dynamisches symplasmisches Netzwerk aufgebaut, das offenbar Voraussetzung für das Zusammenspiel der Zellen im Rahmen entwicklungsbiologischer, physiologischer und ökophysiologischer Prozesse ist. Trotz dieser entscheidenden Rolle war die gewebeübergreifende symplasmische Organisation des pflanzlichen Organismus kaum Gegenstand bisheriger Untersuchungen. Erkenntnisse zur Regulation des plasmodesmalen Netzwerkes liegen kaum vor. Im geplanten Projekt soll der Frage nachgegangen werden, ob die Entwicklung des symplasmischen Kommunikationssystems im pflanzlichen Organismus ausschließlich durch endogene Faktoren kontrolliert wird, oder auch durch äußere Einflüsse modifiziert werden kann. Dazu sollen in vergleichenden elektronenoptischen Untersuchungen am Modellsystem der Sprossachse von Solanum tuberosum, die unter Standardbedingungen oder unter Einfluss der Stressfaktoren Licht- und Wassermangel angezogen wurde, gezielt die Häufigkeit und die strukturellen Charakteristika der Plasmodesmen an den verschiedenen Zell- und Gewebegrenzen erfasst werden. Funktionelle Modifikationen der Zellkontakte, die auf die Stressfaktoren zurückzuführen sind, können an diesem System mit Hilfe von dye-coupling Versuchen detektiert werden.