Abwehr in Pflanzen: Quantifizierung von Kalziumsignalen mittels Biolumineszenz
- Beschreibung
Glutamat-ähnliche Rezeptoren (GLRs) sind als Kalziumkanäle, die bei der Ligandenbindung aktiviert werden, wichtige Proteine, die an der Ausbreitung der systemischen Wundsignale beteiligt sind. Dies ist notwendig für die Aktivierung der Abwehrreaktionen der Pflanze in distalen, unbeschädigten Blätter bei Herbivorie oder mechanischen Verletzungen.
GLR-abhängige Kalziumsignale können in vivo mithilfe von genetisch kodierten Kalziumindikatoren (GECI) quantifiziert und charakterisiert werden.
In diesem Projekt werden transgene Tomatenpflanzen verwendet, die einen GECI namens Aequorin (AEQ) exprimieren, um die Kalziumsignale als Reaktion auf verschiedene Ellicitoren mittels eines Biolumineszenztests zu charakterisieren.
Das Protokoll wurde bereits für Arabidopsis erstellt. Für Tomatenpflanzen ist eine Optimierung erforderlich.
- Beschreibung des interdisziplinären Teils des Projekts
- In diesem Projekt werden GLR-abhängige Kalziumsignale mithilfe von Methoden aus verschiedenen Disziplinen wie Pflanzenphysiologie, Molekularbiologie und Statistik charakterisiert.
- Projektzeitraum
- Wintersemester 2025/2026
- Bewerbungszeitraum
- 13. bis 27.10.2025
- Durchführung
- semesterbegleitend
- Details zu Projektzeitraum und Durchführung
Samen aus Tomaten-AEQ-Linien werden gesammelt, sterilisiert und in vitro in einem Wachstumsmedium ausgesät. Nach 5–7 Tagen werden die Sämlinge über Nacht in einem Rekonstitutionspuffer inkubiert. Am folgenden Tag wird der Biolumineszenztest durchgeführt.
Verschiedene Elicitoren werden mittels eines automatisierten Injektionsprotokolls getestet. Eine weitere Optimierung der Testparameter könnte erforderlich sein. Es werden mehrere Versuchsrunden durchgeführt. Die Daten werden mit der Software R erfasst und analysiert.
Parallel dazu werden die Tomaten-AEQ-Linien mit CRISPR-Cas9-Tomatenlinien gekreuzt, die zur Bewertung der Funktion von GLRs und anderen Genen innerhalb der systemischen Wundreaktion erzeugt wurden.
Zur Bewertung der Segregation der CRISPR-Linien kann eine zusätzliche Genotypisierung (gDNA-Extraktion, PCR, Agarose-Gelelektrophorese) durchgeführt werden.
Außerdem: Wenn es die Ergebnisse und die Zeit erlauben, könnten Fütterungstests direkt mit der CRISPR-Linien und Manduca sexta-Larven durchgeführt werden.
- Studienfach
- offen für alle Studienfächer
- Betreuende
- Sergio Mosquera Rodriguez
- Institut
- Institut für Biologie (190) ( Physiologie und Biochemie der Pflanzen (190c))
- Sprache
- deutsch/englisch
- Teilnehmendenanzahl
- min. 1, max. 3
- Arbeitsaufwand
-
ca. 180 Stunden pro Teilnehmende:r
| 6
ECTS-Punkte
Arbeitsaufwand (Stunden und ggf. ECTS) sind ungefähre Angaben. Die tatsächlich vergebenen ECTS-Punkte ergeben sich aus der tatsächlich geleisteten Arbeit.
- Für dieses Projekt ist kein Motivationsschreiben des Studierenden erforderlich
- Projektart
- experimentell
- Lernziele
-
Die Teilnehmende lernen in diesem Projekt:
- Molekularbiologischen Techniken: Extraktion genomischer DNA, Genamplifikation mittels PCR, Agarose-Gelelektrophorese.
- Biolumineszenztest: Phänotypische Charakterisierung von Kalziumsignalen in Tomaten.
- Ergebnisanalyse: Verschiedene Ansätze zur Bestimmung des Erfolgs der Kreuzungen.
- Analyse der Ergebnisse der Genamplifikation mittels Elektrophorese.
- Quantifizierung der Veränderung relative Photonenzahl als Indikator für Veränderungen des Kalziumspiegels.
- Anmerkungen für Studierende
Der Zeitplan sowie die ECTS-Punkte sind flexibel.
Bei Fragen oder für weitere Informationen zum Projekt kannst du mir gerne eine E-Mail schreiben: sergio.mosquera@uni-hohenheim.de.
- Schlagworte
- Kalziumsignalisierung, Aequorin