Auxin-controlled tip growth regulation in Arabidopsis thaliana

Datum: 16 april 2018

Locatie: Campus Drie Eiken, O.05 - Universiteitsplein 1 - 2610 Antwerpen-Wilrijk (route: UAntwerpen, Campus Drie Eiken)

Tijdstip: 10 uur

Organisatie / co-organisatie: Departement Biologie

Promovendus: Sébastjen Schoenaers

Promotor: Kris Vissenberg

Korte beschrijving: Doctoraatsverdediging Sébastjen Schoenaers - Faculteit Wetenschappen, Departement Biologie



Abstract

Sinds de kolonisatie van land hebben planten strategieën ontwikkeld die hen toelaten om de uitdagingen van een sterk variabele en heterogene omgeving aan te gaan. Tip groei, een gespecialiseerd en geconserveerd type van gepolariseerde cel expansie, is dergelijke strategie. Vandaag de dag ligt tip groei aan de basis van wortelhaar (WH) en pollenbuis (PB) elongatie in multiploïde (≥2n) plantensoorten. WH zorgen voor het verankeren in de bodem, de opname van nutriënten en water, en interactie met micro-organismen. PB ontstaan uit de mannelijke gametofyt (pollenkorrel) en faciliteren gericht transport en aflevering van de spermacellen voor dubbele bevruchting. Tip groei ligt dus aan de basis van succesvolle bodemexploitatie en reproductie, beide cruciale processen voor de overleving van planten. Decennia aan onderzoek heeft zich gericht op het beter leren begrijpen van de moleculaire processen die de verschillende stadia van WH en PB ontwikkeling reguleren. Desalniettemin zijn er nog vele vragen onbeantwoord gebleven. Zo is het geweten dat het hormoon auxine een centrale rol heeft tijden WH ontwikkeling, en tonen initiële bevinding ook aan dat auxine een belangrijke rol heeft in PB groei. Een gedetailleerd inzicht in de auxine-gecontroleerde processen en directe targets doorheen het apicale cel expansie netwerk ontbreekt echter nog. Daarenboven is er weinig geweten over de identiteit van gemeenschappelijke WH/PB regulatoren en hoe deze mechanistisch gezien cel expansie controleren.     
      
Om een geïntegreerd mechanistisch inzicht te verkrijgen in hoe auxine WH ontwikkeling reguleert en welke componenten geconserveerd zijn in WH en PB groei bestudeerden we (1) ARF7/ARF19-afhankelijke auxine-gereguleerde controle van genexpressie doorheen alle stadia van WH ontwikkeling, (2) de betrokkenheid van het ARF7/ARF19-gecontroleerde kinase ERULUS in WH en PB ontwikkeling en (3) de rol van het ARF19-gereguleerde kinase PERSEUS in de pre-tip groei stadia van WH en PB morfogenese.              
Onze bevindingen illustreren dat de verwevenheid van auxine doorheen alle stadia van WH ontwikkeling voordien sterk onderschat werd. Daarenboven tonen onze resultaten aan dat (1) het plasma membraan gelokaliseerde kinase ERULUS een centrale rol heeft in de controle van celwand dynamieken en calcium signalisatie in zowel WH als PB tip groei en (2) het cytoplasmatisch/nucleair gelokaliseerde kinase PERSEUS een belangrijke rol heeft in de controle van vroege WH en PB bulge vorming.
Gezamenlijk identificeren onze data auxine als een centrale speler in de regulatie van apicale celgroei, en illustreren we de connectiviteit en diversiteit van de moleculaire processen waarmee auxine WH en PB ontwikkeling gereguleerd worden.



Link: http://www.uantwerpen.be/wetenschappen