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Blütenentwicklung in 3D: Aufs Timing kommt es an
Bild: Arabidopsis thaliana micro CT, Quelle: Wolfram Weckwerth
Entwicklungsprozesse bei Mensch, Tier und Pflanze werden von Genen gesteuert. Gleichzeitig läuft bei lebendigen Organismen ein ständiger Stoffwechsel ab. Der Systembiologe Wolfram Weckwerth und sein Team haben diese Wechselwirkung von Stoffwechsel und Entwicklungsprozessen bei Blütenpflanzen untersucht, einer der wichtigsten Pflanzengruppen, der auch viele Nahrungsmittel angehören. In Weckwerths Studie werden erstmals die Änderungen des Stoffwechsels bei der Blütenentwicklung mit genauen computertomographischen Daten verknüpft.
Analyse pflanzlicher Stoffwechselaktivitäten
Die Wiener ForscherInnen hielten die Blütenentwicklung vom pflanzlichen Modellorganismus Arabidopsis thaliana (Ackerschmalwand) vom Beginn bis zur Samenbildung mittels Computer-Tomographen in 3D-Bildern fest. Von den gleichen Proben wurden Stoffwechselprofile mittels Massenspektrometrie gemessen.
Mit diesem neuen methodischen Ansatz wurden kleinste Veränderungen der Blütenorgane mit den Stoffwechselaktivitäten verglichen und so verfolgt, wie sich der Stoffwechsel einer Pflanze während der Entwicklung ihrer Blüte verändert.
Die Stoffwechselaktivitäten der einzelnen Entwicklungsphasen unterschieden sich dramatisch: Anfangs wurden vor allem Disaccharide und andere Bausteine produziert, parallel zur Entwicklung der reifen Geschlechtsorgane dann Monosaccharide, Carbonsäuren und bestimmte Aminosäuren. Zur Samenreife zeigte sich wieder ein gänzlich anderes Stoffwechselmuster.
In zukünftigen Studien sollen nun die Stoffwechselsignaturen der Blütenentwicklung bei unterschiedlichen Familien der Blütenpflanzen untersucht werden, um generische Modelle der Interaktion von Stoffwechsel und Entwicklungsprozessen zu erhalten.
Quelle: Presseaussendung der Universität Wien vom 8. 7. 2014
Originalpublikation: Bellaire A., Ischebeck T., Staedler Y. et al.: Metabolism and development - integration of micro computed tomography data and metabolite profiling reveals metabolic reprogramming from floral initiation to silique development. New Phytologist, 2014, 202:322-335
Link: Publikation über APA
s, 18.08.2014