Metabolische Anpassungen im Samen an Hypoxie

 

Hypoxie bezeichnet eine Mangelversorgung des Gewebes mit Sauerstoff. Hierzu kommt es, wenn die Sauerstoffversorgung (über Diffusion) limitiert ist, und somit die Konzentration unter ein bestimmtes Niveau fällt. Ab diesem Mindestniveau wird der zelluläre Stoffwechsel beeinträchtigt. Dieser hypoxische Zustand wird in sich entwickelnden Samen vieler Kulturpflanzen regelmäßig erreicht (siehe auch die Habilitationsarbeit von Dr. H. Rolletschek (2012) “Hypoxia – a phenomenon which shapes seed metabolism”. Naturwissenschaftliche Fakultät, Leibniz Universität Hannover/Deutschland). In Samen tritt Hypoxie wegen erhöhter Respirationsraten bei gleichzeitig sehr hoher Kompaktheit des Samengewebes (geringe Porosität und Tortuosität) auf. Letzteres führt zu stark eingeschränkter Sauerstoffdiffusion innerhalb des Samengewebes (Verboeven et al., New Phytologist 2013).

 

In laufenden, DFG-finanzierten Projekten untersuchen wir den Einfluss von endogener Hypoxie auf Assimilataufnahme und Metabolismus von sich entwickelnden Maiskörnern. So arbeiten wir zu spezifischen metabolischen Enzymen (PPDK; Lappe et al., PNAS 2018), an der metabolischen Heterogenität des Endosperms (Rolletschek et al., 2017 In: Maize Kernel Development), an Phytoglobin-Proteinen und anderen signalling-Komponenten.

 

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