Gen für Formen von Blatträndern identifiziert

Wissenschaftler der Universität Potsdam um Dr. Adrien Sicard und Prof. Dr. Michael Lenhard haben ein Gen identifiziert, das die Form des Randes von Blättern bestimmt und den Unterschied zwischen glatten und gelappten Rändern erklärt. Die Forschungsergebnisse publizierten sie in der Fachzeitschrift "Current Biology".

Blätter findet man in der Natur in einer großen Vielzahl von Formen und Größen. Ein Aspekt der Blattform, in dem sich verschiedene Arten stark unterscheiden, ist der Blattrand. Dieser kann zum Beispiel glatt sein, wie bei Buchenblättern, oder gelappt, wie bei Eichenblättern. Wie diese unterschiedlichen Formen zustande kommen und was die Funktion eines bestimmten Randtyps ist, konnten Botaniker bisher nur unzureichend erklären. Biologen der Universität Potsdam identifizierten jetzt ein entsprechendes Gen.

Ausgangspunkt war der Vergleich der Blattformen bei zwei nahe verwandten Arten des Hirtentäschelkrauts, von denen die eine glattrandige, die andere gelappte Blätter bildet. Sicard und seine Kollegen zeigen, dass das Gen REDUCED COMPLEXITY-A (RCO-A) in jungen Blättern der gelappten Art stärker aktiv ist als in denen der glattrandigen Art. Diese stärkere Aktivität hemmt das Auswachsen der Bereiche zwischen den Lappen, so dass die entsprechende Blattform entsteht.

In Zusammenarbeit mit Prof. Stephen Wright von der University of Toronto wiesen die Forscher durch Sequenzvergleiche vieler Individuen der beiden Arten nach, dass die stärker aktive Form des Gens aus der gelappten Art wahrscheinlich erst vor relativ kurzer Zeit durch eine neue Mutation entstanden ist. "Darüber, welche Auswirkungen der Unterschied zwischen glatten und gelappten Rändern auf die Funktion des Blattes hat, tappt die Wissenschaft nach wie vor weitgehend im Dunkeln", sagt Sicard. "Man weiß allerdings schon lange, dass kältere Temperaturen mit stärker gelappten Blättern einhergehen."

"Dieser Zusammenhang wird zum Beispiel für die Klimaabschätzung aufgrund von Blattfossilien genutzt", so Sicard. "Daher waren wir sehr erfreut zu sehen, dass das RCO-A Gen bei tieferen Umgebungstemperaturen noch stärker aktiv ist als bei wärmeren Temperaturen, was entsprechend zu stärker gelappten Blättern führt." Die Beobachtung, dass das identifizierte Gen die Form des Randes bestimmt und zwischen der Umgebungstemperatur und der Blattform vermittelt, eröffnet nun die Möglichkeit, die Form des Blattrandes gezielt zu verändern, um so die Auswirkungen auf die Blattfunktion zu untersuchen.

Dr. Barbara Eckardt