SFB/TRR 175: Der Chloroplast als zentraler Knotenpunkt der Akklimatisation bei Pflanzen

Pflanzen passen sich st?ndig an Umweltver?nderungen an (Akklimatisation), was mit Signalprozessen sowie genetischen und metabolischen Ver?nderungen einhergeht. Das Chloroplast ist Drehscheibe, Sensor und Ziel der Akklimatisation. Der TRR175 vereint die einzigartige Expertise von Arbeitsgruppen aus München, Kaiserslautern, Berlin/Golm und ab 2024 Bielefeld. Das Konsortium untersucht die Akklimatisation in den Modellsystemen Arabidopsis, Tabak, Chlamydomonas, Camelina und ab 2024 Chlorella. W?hrend in der 1. F?rderperiode die Akklimatisation an K?lte, Hitze und hohe Lichtintensit?t im Vordergrund stand, wurden in der 2. F?rderperiode auch fluktuierende Lichtverh?ltnisse, Trockenheit und langanhaltende K?lteperioden mit einbezogen. Der TRR175 untersuchte auch die Rolle des nukleozytosolischen Kompartiments bei der Akklimatisation. Darüber hinaus wurden Ergebnisse der adaptiven Labor-Evolution (ALE) von Cyanobakterien erfolgreich auf Pflanzen übertragen. Die verbundweiten quantitativen Experimente erm?glichten ein hohes Ma? an Synergie zwischen physiologischen, biochemischen und systembiologischen Ans?tzen. In der 3. F?rderperiode wird auch die Akklimatisation an multiplen Faktoren untersucht. Im Bereich A (Genetische Modulatoren) werden, aufbauend auf den Erkenntnissen der 2. F?rderperiode, die Rolle der Phasentrennung, die r?umliche Organisation von Akklimatisationsreaktionen und - in zwei neuen Projekten - die Akklimatisation bei multiplen Umweltver?nderungen untersucht. Im Bereich B (Metabolische Modulatoren) werden Modulatoren identifiziert, die an der Redoxregulation, an Transportprozessen und am Prim?rmetabolismus beteiligt sind. Ein neues Projekt untersucht die Interaktion zwischen Photorezeptoren und Akklimatisation und analysiert Struktur-Funktionsbeziehungen. Im Bereich C (Signaltransduktion) wurde eine enge Verflechtung von biogener und operativer Signaltransduktion des Chloroplasten mit Akklimatisationswegen aufgedeckt. Der Schwerpunkt liegt nun auf den nukle?ren Transkriptionsfaktoren (TFs) und der Chloroplast Unfolded Membrane Protein Response. Im Bereich D (Data Mining und Modellierung) werden Akklimatisationsprozesse modelliert und rekonstruiert, quantitative Daten integriert und dies in einem neuen Projekt auf TF-Netzwerke ausgeweitet. Das zentrale wissenschaftliche Projekt Z1 bündelt quantitative biologische Ans?tze und verfolgt innovative Projekte. Dazu geh?ren neue Ans?tze zur Vorw?rtsgenetik (pamiR-Ansatz) und zur Verbesserung der photosynthetischen Akklimatisation (F2P2) sowie die Ausweitung von ALE auf Grünalgen. Bei Leindotter werden wir zus?tzliche transgene Linien mit verbessertem Kohlenhydrat- und Carotinoid-Stoffwechsel erzeugen. Die Ergebnisse werden dazu beitragen, die Komplexit?t der Akklimatisation zu entschlüsseln und effektiv genetische Faktoren mit gro?em Potenzial zur Verbesserung der Akklimatisation bei Nutzpflanzen zu identifizieren.