Gefässmuster Initiierung in der Sprossspitze

Das Gefäßsystem der Pflanzen ist ein kontinuierliches Netzwerk aus stark differenzierten Zellen, das eine Verbindung zwischen den Blättern, Stammelementen und den Wurzeln herstellt. Auf diese Weise kann der Transport von Wasser und diversen Assimilaten erfolgen. Das Gefäßsystem der Pflanzen besteht primär aus 2 verschiedenen Leitungsbahnen, dem Xylem- und dem Phloemzellen. Xylem ist verantwortlich für den acropetalen Transport von Wasser und Mineralsalzen, Phloem für jenen von organischen Verbindungen. Die Entwicklung des Gefäßsystemes wird im so genannten Meristem initiiert, ein Gewebetyp der aus undifferenzierten Zellen besteht die aktive Zellteilung durchführen können. Dieses meristematische Gewebe, auch als Kambium bezeichnet, führt zur Ausbildung des Xylems (proximal des Marks) und des Phloems (distal des Marks), die zusammen die Leitbündel bilden. Diese Leitbündel werden ihrerseits entlang eines Gefäßringes angeordnet, der sich durch den gesamten Stamm zieht. Unterteilt werden die Leitbündel durch eine so genannte interfaszikuläre Region. Der Entwicklungsprozess dieses Gewebes unterliegt der Regulation diverser pflanzlicher Hormone, von denen Auxin das Bedeutendste ist. Auxin ist das Schlüsselelement in der Bildung und Differenzierung der Gefäßsysteme der Pflanzen. Im Stamm bilden sich Auxin Maximums in den Leitbündel aus, und innerhalb dieser, speziell im Prokambium und in differenzierenden Xylemzellen. Der Zusammenhang von Auxin Maximums und der Bildung von Leitbündel, wird durch die geregelte Anzahl an Leitbündel, die von der vorherrschende Anzahl an Auxin Maximums abhängig ist, bestätigt. Abgesehen von Auxin, spielen auch Zytokine, Brassinosteroide und viele weitere pflanzlichen Hormone eine entscheidende Rolle in der Entwicklung der Pflanzen. Brassinosteroide, zum Beispiel, sind seit langer Zeit als positiver Regulator der Zellexpansion bekannt. In jüngerer Zeit entdeckte man mittels Brassinosteroid defizienten Mutanten eine Beteiligung der Brassinosteroiden an der Entwicklung und Entstehung von Auxin Maximums und in Folge von Leitbündel. Diese erforschten Mutanten wiesen eine reduzierte Anzahl an Leitbündel und Auxin Maximums auf. Es wird daher angenommen, dass Brassinosteroide als unterstützendes Signal in diesem Zellidentitätsprozess dienen. Die periodische Anordnung der Leitbündel im Stamm ist von einem koordinierten Ablauf der Hormone Auxin und Brassinosteroid abhängig. Während Auxin Maximums die entscheidenden Elemente in der Entstehung von Leitbündel sind, fördern Brassinosteroide diesen Prozess. Die Bestimmung dieses dynamischen Prozesses und des darunter liegenden genetischen Netzwerkes, insbesondere seine Modulation durch Brassinosteroide ist das Hauptaugenmerk dieses Projektantrages.