Bei Pflanzen bezeichnet „Meristem“ einen Gewebetyp aus undifferenzierten Zellen, aus dem sich verschiedene andere Pflanzenorgane durch Zellteilung entwickeln können. Aus diesen „Stammzellen der Pflanze“ können sich Sprossen, Blätter und Wurzeln, aber auch die Ähren und Blüten differenzieren.
Das Forschungsteam aus Mitgliedern des Exzellenzclusters CEPLAS untersuchte die Funktion eines Gens, das für die Unterschiede der verschiedenen Ährenformen von Weizen und Gerste mitverantwortlich ist. Dieses Gen kontrolliert die Aktivität der Ähren- und Blütchenmeristeme und damit die Anzahl der Blütchen und Körner pro Ähre.
Gerste und Weizen sind eng verwandte Getreidearten. Erstere produziert eine variable, zweitere eine definiert-feste Zahl von Blütchen pro Ähre. Aus diesen Blütchen entwickeln sich dann die Getreidekörner. Die Pflanzenforscherinnen und -forscher identifizierten nun zwei Gerstenmutanten mit den Namen „intermedium-m“ und „double seed 1“, die eine weizenähnliche Ährenform mit einem terminalen Blütchen – hier endet die Ähre, weil das Meristem aufgebraucht ist – und einer reduzierten Anzahl von Seitenblütchen pro Ähre bilden. Dabei trägt das Gen INT-M/DUB1 dazu bei, dass die Meristemidentität aufrechterhalten und die Differenzierung der Meristeme unterdrückt werden. So bleibt die Fähigkeit des Ährenmeristems erhalten, an den Seiten weiter Blütchenmeristeme zu bilden.
Prof. Dr. Maria von Korff Schmising, Leiterin des HHU-Instituts für Pflanzengenetik, zu möglichen Anwendungsperspektiven der Forschungsergebnisse: „Durch diese Schlüsselregulatoren können die Meristemaktivitäten verlängert werden. Damit können möglicherweise Gerste, Weizen und anderen Getreidesorten so verändert werden, dass sie einen höheren Ertrag an Körnern bringen.“
Originalpublikation
Jinshun Zhong, G. Wilma van Esse, Xiaojing Bi, Tianyu Lan, Agatha Walla, Qing Sang, Rainer Franzen, and Maria von Korff, INTERMEDIUM-M encodes an HvAP2L-H5 ortholog and is required for inflorescence indeterminacy and spikelet determinacy in barley, PNAS 2021 Vol. 118