A) Enhancing Crop Photosynthesis - Exploiting leaf anatomy for increasing the photosynthetic output of a C₃ leaf

Mittels einem vorwärts gerichtetem genetischen Ansatz zielt dieses Projekt darauf ab, neue an der Photosynthese beteiligte Gene in der Modellpflanze Arabidopsis thaliana zu identifizieren. 

B) Mesophyll - und Bündelscheidenspezifische Translatome aus Flaveria bidentis

Durch die Nutzung von zellspezifischen Promotoren wurden jene RNAs isoliert, die an die Ribosomen gebunden waren. Die daraus resultierenden Translatome bieten die Möglichkeit die Zellspezifität einzelner Transkripte in einer dikotylen C₄ Pflanze zu untersuchen.

C) Die GLDP Promotoren des Genus Flaveria 

Die photorespiratorische CO₂ Pumpe wird als wichtiger Schritt in der Evolution der C₄ Photosynthese angesehen. Durch die Restriktion der Glycin Decarboxylase, genauer der P- Untereinheit (GLDP) in die Bündelscheidenzellen konnte dieser Schritt erreicht werden. Die genauen Mechanismen der Regulation der Promotoren der GLDP im Genus Flaveria gibt Aufschluss über die notwendigen Veränderungen.

Publikationen

Billakurthi, K., Schulze, S., Schulz, E.L.M., Sage, T.L., Schreier, T.B., Hibberd, J.M., Ludwig, M., and Westhoff, P. (2022). Shedding light on AT1G29480 of  Arabidopsis thaliana — An enigmatic locus restricted to Brassicacean genomes. Plant Direct 6.

van Rooijen, R., Schulze, S., Petzsch, P., and Westhoff, P. (2020). Targeted misexpression of NAC052, acting in H3K4 demethylation, alters leaf morphological and anatomical traits in Arabidopsis thaliana. J Exp Bot 71, 1434-1448.

Gupta, S.D., Levey, M., Schulze, S., Karki, S., Emmerling, J., Streubel, M., Gowik, U., Paul Quick, W., and Westhoff, P. (2020). The C(4) Ppc promoters of many C(4) grass species share a common regulatory mechanism for gene expression in the mesophyll cell. Plant J 101, 204-216.

Gowik, U., Schulze, S., Saladié, M., Rolland, V., Tanz, S.K., Westhoff, P., and Ludwig, M. (2017). A MEM1-like motif directs mesophyll cell-specific expression of the gene encoding the C4 carbonic anhydrase in Flaveria. J Exp Bot 68, 311-320.

Schulze, S., Westhoff, P., and Gowik, U. (2016). Glycine decarboxylase in C3, C4 and C3-C4 intermediate species. Curr Opin Plant Biol 31, 29-35.

Heckmann, D., Schulze, S., Denton, A., Gowik, U., Westhoff, P., Weber, Andreas P.M., and Lercher, Martin J. (2013). Predicting C4 Photosynthesis Evolution: Modular, Individually Adaptive Steps on a Mount Fuji Fitness Landscape. Cell 153, 1579-1588.

Schulze, S., Mallmann, J., Burscheidt, J., Koczor, M., Streubel, M., Bauwe, H., Gowik, U., and Westhoff, P. (2013). Evolution of C4 Photosynthesis in the Genus Flaveria: Establishment of a Photorespiratory CO2 Pump. The Plant Cell Online 25, 2522-2535.

Wiludda, C., Schulze, S., Gowik, U., Engelmann, S., Koczor, M., Streubel, M., Bauwe, H., and Westhoff, P. (2012). Regulation of the photorespiratory GLDPA gene in C4 Flaveria: an intricate interplay of transcriptional and posttranscriptional processes. Plant Cell 24, 137-151.