Subtilasen und ihre Rolle im Casparischen Streifen: Was passiert bei Stickstoffmangel?
- Beschreibung
Pflanzen können nicht weglaufen, sie müssen mit dem auskommen, was der Boden hergibt. Bei der Frage wie sie das machen, kommt eine unscheinbare, aber wichtige Struktur ins Spiel: der Casparische Streifen in der Wurzelendodermis.
Wasser und Nährstoffe strömen in Pflanzen zunächst relativ frei durch den extrazellulären Raum. Doch an der Wurzelendodermis ist Schluss: hier bildet der Casparische Streifen eine hydrophobe Barriere, die den Apoplasten auf den symplastischen Weg zwingt und dafür sorgt, dass Ionen und Wasser nur noch kontrolliert in den Zentralzylinder gelangen. Damit entscheidet der Casparische Streifen wesentlich mit, wie gut eine Pflanze Nährstoffe aufnehmen und ihre Homöostase aufrechterhalten kann.
Gebildet wird diese Barriere u. a. von kleinen Signalpeptiden, den CASPARIAN STRIP INTEGRITY FACTORS CIF1 und CIF2. Sie liegen zunächst als Vorläufer vor und müssen von Proteasen prozessiert werden, um als aktive Peptide zu wirken. Vermutlich übernehmen Subtilasen, eine Familie von Serinproteasen, diese Prozessierung. Was noch weitgehend ungeklärt ist: Welche Subtilasen genau daran beteiligt sind und wie stark sie für einen funktionsfähigen Casparischen Streifen und die Nährstoffaufnahme gebraucht werden, insbesondere unter Nährstoffstress.Unter Stickstoffmangel zum Beispiel verschiebt sich die Position des Casparischen Streifens nach oben in der Wurzel, d. h. seine Ausbildung erfolgt weiter entfernt von der Wurzelspitze. Dies könnte bedeuten, dass weniger CIF‑Peptide prozessiert oder diese verstärkt abgebaut werden. Beides könnte durch Subtilasen vermittelt sein. Genau deshalb untersuchen wir die Rolle von Subtilasen und CIF‑Signalgebung unter Stickstoffmangel.
Im Projekt wirst du:
- Arabidopsis thaliana Samen sterilisieren (Wildtyp, Quadruple‑Mutante, in der vier Subtilasen ausgeknockt wurden, sowie einer cif1 cif2‑Doppelmutante)
- Stickstoffmangel‑ sowie Kontrollmedium herstellen
- Wachstumsparameter erfassen, wie Frischgewicht und Wurzellänge
- Expression von Subtilasen und Stickstoff‑Markern mittels RT‑qPCR
- Wurzeln mikroskopisch untersuchen
In der anhängenden PDF findest du ein paar veranschaulichende schematische Darstellungen…
- Projektzeitraum
- Sommersemester 2026
- Bewerbungszeitraum
- 07. bis 20.04.2026
- Durchführung
- nach Absprache
- Studienfach
- offen für alle Studienfächer
- Betreuende
- Lisa Rau
- Institut
- Institut für Biologie (190) (Physiologie und Biochemie der Pflanzen)
- Sprache
- deutsch
- Teilnehmendenanzahl
- min. 1, max. 2
- Arbeitsaufwand
-
ca. 120 Stunden pro Teilnehmende:r
| 4
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:
Die Teilnehmende lernen in diesem Projekt:
- Grundlagen zum Transport von Nährstoffen
- Physiologie der Wurzel
- Steriles Arbeiten
- Bestimmung von Frischgewicht und Wurzellänge
- Auswertung von mikroskopischen Aufnahmen
- RNA Extraktion, cDNA Synthese und Expressionsquantifizierung mittels RT-qPCR
- Grundlagen wissenschaftlichen Arbeitens:
– Planung und Durchführung von Experimenten
– statistische und graphische Auswertung von Daten
– Darstellung der Ergebnisse in Form eines Projektposters und eines Abstracts
- Anmerkungen für Studierende
Es sind 4 ECTS vorgesehen. Falls ein anderer Leistungsumfang benötigt wird, können wir das Projekt nach Absprache entsprechend anpassen.
Ihr könnt euch bei Fragen gern per E-Mail melden (lisa.rau@uni-hohenheim.de).- Dokument
- Schlagworte
- Pflanzen, RNA Extraktion, quantitative PCR, Labor, Mikroskopie