Publikation: Wurzelwinkel wird von EGT1 kontrolliert
Der Wurzelwinkel wird bei Getreidepflanzen durch EGT1 über einen antigravitropischen Mechanismus gesteuert.
Der Wurzelwinkel von Nutzpflanzen ist ein Schlüsselmerkmal für die effiziente Nutzung von Bodenressourcen. Der Wurzelwinkel wird durch konkurrierende gravitropische und antigravitropische Offset-Mechanismen (AGO) bestimmt. Hier berichten wir über ein den Wurzelwinkel regulierendes Gen namens ENHANCED GRAVITROPISM1 (EGT1), das für eine mutmaßliche AGO-Komponente kodiert, deren Funktionsverlust den Gravitropismus der Wurzeln verstärkt.
Mutationen in den EGT1-Genen von Gerste und Weizen führen zu einem auffälligen Wurzelphänotyp, bei dem jede Wurzelklasse einen steileren Wachstumswinkel einnimmt. EGT1 kodiert für ein F-Box- und Tubby-Domäne-enthaltendes Protein, das über Pflanzenarten hinweg hoch konserviert ist. Haplotyp-Analysen ergaben, dass die natürliche allelische Variation am EGT1-Locus der Gerste den Wurzelwinkel beeinflusst. Gravitropische Tests zeigten, dass sich Hvegt1-Wurzeln schneller biegen als der Wildtyp. Die Erstellung von Transkriptprofilen zeigte, dass Hvegt1-Wurzeln die Homöostase reaktiver Sauerstoffspezies (ROS) sowie zellwandlösende Enzyme und Cofaktoren deregulieren. Die ROS-Bildgebung zeigt, dass Hvegt1-Wurzelgewebe im Basalmeristem und in der Dehnungszone reduzierte Werte aufweisen. Rasterkraftmikroskopische Messungen ergaben, dass die Zellwände der verlängerten Hvegt1-Wurzelrinde deutlich weniger steif sind als beim Wildtyp. In-situ-Analysen ergaben, dass HvEGT1 in den Geweben der Wurzelrinde und des Wurzelstiels exprimiert wird, die sich von den bekannten Geweben zur Wahrnehmung der Wurzelgravitation und zur Reaktion darauf in der Kolumella bzw. Epidermis unterscheiden. Wir vermuten, dass EGT1 den Wurzelwinkel steuert, indem es die Zellwandsteifigkeit im sich ausdehnenden Wurzelrindengewebe reguliert und damit der bekannten Fähigkeit der gravitropischen Maschinerie entgegenwirkt, die Wurzel über ihre äußersten Gewebe zu biegen. Wir kommen zu dem Schluss, dass der Wurzelwinkel bei Getreidepflanzen durch EGT1 über einen antigravitropischen Mechanismus gesteuert wird.
Mehr Informationen: Publication doi 10.1073