Untersuchen, wie sich Moose ohne Gibberellin anpassen

Wenn das Leben hart wird, findet die Natur normalerweise einen Weg, den kleinen Kerlen zu helfen.

Pflanzen sind einer starken Konkurrenz durch ihre Nachbarn ausgesetzt. Um die eingeschränkten Lichtverhältnisse besser zu überstehen, passen sowohl Gefäßpflanzen als auch Moose – Moose und Leberblümchen – häufig ihre Formen und Fortpflanzungsstrategien an. Während Gräser und Blumen dieses Problem mit Hilfe des Pflanzenhormons Gibberellin lösen, fehlen Moosen die Gene dafür.

Obwohl Moose Gibberellin-Vorläufer produzieren, ist ihr Bewältigungsprozess weitgehend unbekannt.

Ein Forschungsteam der Universität Kyoto hat nun herausgefunden, dass das Leberblümchen Marchantia polymorpha diese Vorläufer nutzt, um ein noch nicht identifiziertes Signalmolekül zu produzieren, das M polymorpha dabei hilft, sich unter schattigen Bedingungen neu anzupassen.

Ihre Studie ist veröffentlicht in Die Pflanzenzelle Tagebuch.

„Unsere Forschung liefert ein interessantes Beispiel dafür, wie ein Stoffwechselweg von einem gemeinsamen Vorfahren geerbt wurde, ein Merkmal, das später in entfernte Pflanzenlinien überging“, sagt der korrespondierende Autor Takayuki Kohchi von der Graduate School of Biostudies der KyotoU.

Mit genetischen Werkzeugen wie der CRISPR-vermittelten Bearbeitung erstellte das Team mehrere Mutanten im Zusammenhang mit der Gibberellin-Synthese aus verschiedenen Genen. Allen gemeinsam war das gleiche Phänomen: Ein Mangel am Gibberellin-Biosyntheseweg verminderte die Reaktion der Pflanze auf dunkelrot angereichertes Licht. Modifizierte M-polymorpha-Exemplare wuchsen nicht in die Höhe und wurden schlank, noch beschleunigten sie die sexuelle Fortpflanzung wie der normale Typ.

„Nachdem wir herausgefunden hatten, dass M polymorpha auf die Vorläufer reagierte, verwendeten wir RNA-Sequenzierung, um die Veränderungen der Genexpression zu analysieren, die durch Defizite im Gibberellin beeinflusst werden“, erklärt Erstautor Rui Sun, ebenfalls von der Graduate School of Biostudies.

„Unsere laufende Untersuchung der Reaktion von Gibberellin-Vorläufern in Leberblümchen könnte auch Aufschluss über den zugrunde liegenden Mechanismus von Gibberellin-verwandten Verbindungen geben, die ihr Wachstum modulieren“, schließt Kohchi.