Mit kombinatorischem Engineering zu leistungsstärkeren Pflanzen.
Tina Romeis (IPB) und ihr Team an der FU Berlin veröffentlichte zusammen mit Forschern des MPI-MP Potsdam und der Universität Münster kürzlich eine Studie zur Dürretoleranz und verbesserter Wassernutzung bei Pflanzen. Angesichts des globalen Wandels ist der Druck auf die Landwirtschaft, Wasser effizienter zu nutzen, sehr hoch. Bei Pflanzen beruht Dürretoleranz und effiziente Wassernutzung auf einem komplexen Zusammenspiel vieler physiologischer Prozesse, das noch unzureichend aufgeklärt ist. Daher fokussierten sich die Forscher auf Signalnetzwerke, die an der Kontrolle der Stresstoleranz beteiligt sind. Sie erstellten einen Pool transformierter Pflanzenlinien, in denen verschiedene Elementen dieser Signalnetzwerke in unterschiedlichen Kombinationen exprimiert werden. Aus diesem Pool konnten sie eine Kombination von kalziumabhängigen Proteinkinase-Genen (CDPKs) identifizieren, die eine erhöhte Trockenstresstoleranz und ein verbessertes Wachstum unter Wassermangel ermöglicht. Das gezielte Einführen dieser Genkombination in Pflanzen erhöhte die Überlebensfähigkeit der Pflanzen bei Trockenheit und verbesserte das Wachstum bei Wassermangel. Mit ihrer Arbeit präsentieren die Forscher eine Strategie für die Optimierung komplexer Signalnetzwerke. So kann die pflanzliche Leistungsfährigkeit unter widrigen Umweltbedingungen verbessert werden, ohne dass die Funktionsweise der pflanzlichen Signalnetzwerke im Detail aufgeklärt ist.
Originalpublikation:
Schulz P, Piepenburg K, Lintermann R, et al. Improving plant drought tolerance and growth under water limitation through combinatorial engineering of signaling networks [published online ahead of print, 2020 Jul 5]. Plant Biotechnol J. 2020;10.1111/pbi.13441. doi:10.1111/pbi.13441
