Strukturelle Zellbiologie

Arbeitsgruppen

Mission

Mikroskopische Untersuchungen sind ein wesentlicher Bestandteil der modernen Pflanzenforschung. Neben den klassischen morphologischen und strukturellen Aspekten, wurde in den letzten Jahren ein verstärkter Fokus sowohl auf das dynamische Wachstum der Pflanzen als auch auf die Visualisierung zelldynamischer Prozesse gelegt. Vor allem Untersuchungen lebender Pflanzen auf zellulärer und subzellulärer Ebene haben hierbei zunehmend an Bedeutung gewonnen.

Eine der wichtigsten Fragen in der Kulturpflanzenforschung ist derzeit, wie sich die Pflanzen an immer extremere Umweltbedingungen anpassen und welche Strategien hierbei entwickelt werden um mit ihnen umzugehen. Eine wichtige Aufgabe der Arbeitsgruppe Strukturelle Zellbiologie in diesem Bereich, ist die funktionelle Charakterisierung wichtiger Strukturmerkmale mit modernen zellbiologischen und mikroskopischen Methoden. Das auf diese Weise gewonnene Wissen, kann in der klassischen Züchtung und durch die Anwendung neuer Züchtungstechnologien, zu einer gezielten Verbesserung der Pflanzenleistung beitragen.

Im Laufe der Jahre konnte in der Arbeitsgruppe eine moderne zentrale Einrichtung für Licht- und Elektronenmikroskopie am IPK etabliert werden. Zuletzt wurde die umfassende Mikroskopieplattform, zudem durch ein superauflösendes Lichtmikroskop und ein Lichtscheibenmikroskop in der Arbeitsgruppe Chromosomenstruktur und -funktion des IPK erweitert.

Neben der eigenen Forschung sind wir für die Wartung und den geführten Einsatz von Geräten sowie für die Entwicklung neuer Protokolle zur Aufbereitung von Pflanzengewebe für die Bildgebung lebender Zellen, Ultrastrukturanalysen, 3D-Rekonstruktionen und Immunolokalisierungsstudien verantwortlich. Der kombinierte Einsatz der beiden Disziplinen, wird zweifellos die Möglichkeit eines interdisziplinären mikroskopischen Ansatzes zur Beantwortung wissenschaftlicher Fragen erhöhen.

In vielen Fällen sind mikroskopische Untersuchungen Teil eines Projekts, das in Zusammenarbeit mit anderen Forschungsgruppen des IPK oder externen Forschungseinrichtungen durchgeführt wird. Das übergeordnete Forschungsziel eigener Projekte mit den Schwerpunkten Ausfallfestigkeit von Samen, Lagerresistenz und Trockenstress besteht darin, agronomisch relevante Merkmale in Kulturpflanzen zu identifizieren und zu charakterisieren.

Als zentrale Einrichtung Mikroskopie ist die AG Strukturelle Zellbiologie für folgende Systeme verantwortlich:

Lichtmikroskopie:

  • Zeiss Axio Imager M2 
  • Zeiss Axioskop
  • Zeiss Axiovert 135
  • Keyence VHX-5000
  • Zeiss LSM 510 META
  • Zeiss LSM 780
  • Andor Revolution® XD

Elektronenmikroskopie:

  • Transmissionselektronenmikroskopie FEI Tecnai G2-Sphera 200 KV 
  • Feldemissions-Rasterelektronenmikroskopie Zeiss Gemini300 

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Projekte

Das Hauptziel des DFG Gemeinschaftsprojektes mit der AG Pflanzliche Reproduktionsbiologie und der Abteilung Genetik der Universität Silesia, besteht in einer tiefgreifenden Untersuchung zur ABA-SL-Wechselwirkung in der Kulturpflanze Gerste als Reaktion auf Trockenstress. Um weitere Erkenntnisse über die molekularen Mechanismen einer verbesserten Bestockung und Trockentoleranz zu gewinnen, werden zunächst neben der verfügbaren Gerstenmutante hvd14.d, Gerstenakzessionen mit einer natürlichen Variation in der Sequenz des HvD14-Gens physiologisch, morphologisch und zellbiologisch untersucht.
Darüber hinaus werden mittels gezielter Mutagenese (CRISPR RNA / Cas9) und dem Screening einer TILLING-Population weitere Mutanten mit modifizierten Genen der SL-Biosynthese oder des Signalwegs erstellt, um direkte oder indirekte Wechselwirkungen zwischen SLs und ABA aufzuzeigen. Die Tiefensequenzierung differentiell exprimierter Gene, wird durch die Messung der Konzentrationen von SL, ABA, Auxinen, Brassinosteroiden, Cytokininen, Gibberellinen, Jasmonsäure und Salicylsäure mit und ohne Trockenstressbehandlung vervollständigt. Darüber hinaus werden selektierte SL-Mutantenlinien mit ausgewählten Hormonen wie ABA, Brassinosteroiden und Cytokininen behandelt, um vorhergesagte Wechselwirkungen zu bestätigen.

Die Zielsetzung des gemeinsamen Projektes mit der Teilsammlungen Nord der IPK Genbank, Saatzucht Steinach GmbH & Co KG und GenXPro GmbH ist die Entwicklung prakti­kabler Selektionsmethoden für relevante Genotypen die zu einer Verbesserung des Samensitzes und damit der Dreschfestigkeit in züchte­risch bearbeiteten Futter- und Rasengräsern führen. In der Arbeitsgruppe Strukturelle Zellbiologie sollen hierbei mit zellbiologischen Methoden Marker für die indirekte Merkmalsselektion vor der Blüte entwickelt und im Anschluss im Zuchtmaterial validiert werden. Hauptziel war hierbei die eingehende Untersuchung der für den Samenausfall verantwortlichen Abszissionszone auf morphologischer und struktureller Ebene. Für die vergleichenden Analysen in den verschiedenen Entwicklungs­stadien vom Ährenschieben bis zur Fruchtbildung (Samenreife) wurden ausfallfeste und zu Samenausfall neigenden Genotypen herangezogen.  Die Erkenntnisse sollen Aufschluss dar­über bringen, zu welchem Zeitpunkt zwischen den Genotypen eine Differenzierung des Trenn­gewebes sichtbar wird, und den Zeitraum ein­grenzen, in welchem die für die Differenzierung verantwortlichen Gene aktiv sind. Letztendlich sollen die selektierten Genotypen der Entwicklung von Zuchtstämmen dienen, die neben der geforderten Ertragsleistung und Qualität ein deutlich höheres Samenertragspotenzial aufweisen und damit die Saatgutproduktion wesentlich ökonomischer gestalten als bislang.

Die Standfestigkeit ist beim Roggen (Secale cereale L.) wegen seiner gegenüber den anderen Getreidearten großen Wuchshöhe, ein wichtiges Zuchtziel. Der in Roggen identifizierte Genotyp "Stabilstroh" ist durch die Resistenz gegenüber Lager charakterisiert und zeichnet sich zudem durch eine erhöhte Pflanzenlänge und Biomasseproduktion im Vergleich zu anderen deutschen Roggenhybriden aus. Zur Klärung des genetischen Hintergrunds der Lagerresistenz wurde in Kooperation mit den Arbeitsgruppen Ressourcengenetik und Reproduktion, Gen- und Genomkartierung des IPK, sowie dem Züchtungsunternehmen Dieckmann Seeds GmbH, zunächst eine histologische und ultrastrukturelle Charakterisierung der Basal-Internodien der Elternlinien und der segregierenden F2-Population durchgeführt. Mittels der identifizierten Merkmale in Bezug auf die Lagerresistenz, konnten dann 30 genetische Loci (QTLs) auf sieben Chromosomen identifiziert werden. Da zu erwarten ist, dass dieses Merkmal auch zu einer Verbesserung der Standfestigkeit in anderen Getreidearten führen kann, sollen vorselektierte Weizen- und Gerstenakzessionen (Auswertung historischer Felddaten, IPK Genbank), auf die Ausbildung der in Roggen identifizierten Merkmale hin untersucht und charakterisiert werden. In diesem Zusammenhang werden in Kooperation mit den beiden Arbeitsgruppen Metabolische Diversität, Ressourcengenetik und Reproduktion, zurzeit verschiedene Entwicklungsstadien der Elternlinien des Roggengenotyps “Stabilstroh”, eingehend mittels Histologie und Metabolitanalysen untersucht. 

In unserer Funktion als zentrale Einrichtung für Mikroskopie sind wir zudem als Kooperationspartner in die Bearbeitung einer Vielzahl weiterer Projekte eingebunden. 

So wurde unter anderem in den vergangenen Jahren unsere enge Zusammenarbeit mit der Arbeitsgruppe molekulare Pflanzenernährung und CONICET (Rosario, Argentinien) zu einer verbesserten Stresstoleranz von Pflanzen durch die Expression von Flavodoxin (Fld) aus Cyanobakterien fortgesetzt und intensiviert. Es konnte gezeigt werden, dass Fld die verlorene Ferredoxinaktivität unter Stressbedingungen ersetzen kann. Ultrastrukturanalysen bestätigen, dass die Expression von Fld in Tabakpflanzen zu einer Verzögerung des Seneszenzprozesses führte, indem der Stoffwechsel in Blättern, Hormone und Seneszenz assoziierte Gene reguliert wurden. Darüber hinaus zeigt die Ultrastrukturanalyse von Chloroplasten, dass Flavodoxin-exprimierende Tabakpflanzen einem Phänotyp mit hoher Lichtakklimatisierung gleichen.

Für die AG Genomik Genetischer Ressourcen werden unter anderem vergleichende transmissionselektronenmikroskopische Analysen von Chloroplasten von Arabidopsis- und Gerstenmutanten und heterologer Komplementationslinien durchgeführt. Die Ultrastrukturdaten, insbesondere zur Verteilung und Architektur der Grana-Stapel, können hierbei weitere Erkenntnisse zur funktionellen Charakterisierung potentieller Gene der Chloroplastenbiogenese liefern.

In Zusammenarbeit mit der ehemaligen AG Metalloid-Transport konnten eine abnormale Gefäßdifferenzierung als irreversibles Symptom von Bor-Mangels in Raps beschrieben werden. Insbesondere im Xylem und Phloem treten signifikante strukturelle Veränderungen auf, die die Zellstruktur und die Gewebeorganisation beeinflussen. Die morphologischen Veränderungen sind in sensitiven Genotypen deutlich ausgeprägter und unterscheiden sich deutlich von denen, die für andere Nährstoffmängel berichtet werden. Um Gene zu identifizieren, die für die Gefäßdifferenzierung unter B-Mangelbedingungen verantwortlich sind, werden die Forschungsarbeiten mit Prof. Patrick Bienert von der TU München fortgesetzt. Vorläufige Daten aus der RNA-Sequenzierungsanalyse, einer Analyse zur Genontologie und der Identifizierung differentiell exprimierter Gene legen hierbei eine Neuorganisation des Metabolismus und Differenzierungsprozesse unter B-Mangelbedingungen nahe.

Neben einer Reihe von internen und externen Kooperationen werden in Zusammenhang mit Forschungsarbeiten der unabhängigen AG Pflanzliche Baupläne umfassende zellbiologische Untersuchungen zur Ährchen- und Blütchenbildung unterschiedlicher Entwicklungsstadien von Weizen und Gerste durchgeführt. Darüber hinaus wurde die Erstellung eines umfassenden histologischen Atlas zur Gefäßarchitektur der zweireihigen Gerstenähre während ihrer Entwicklung begonnen. Anhand von Schnittserien und 3D-Modellen soll die Organisation der vaskulären Gefäße in den Nodien, sowie zwischen Rachis und den Ährchenorganen, visualisiert werden.

Mehrere Kooperationen mit der AG-Chromosomenstruktur und -funktion befassen sich mit der ultrastrukturellen Charakterisierung von Zellkernen. Basierend auf Hochdruckgefrieren für die Probenpräparation konnten wir zeigen, dass sich die Chromatinstruktur und -replikation zwischen Mikrokernen und Primärkernen unterscheidet. Die Ultrastrukturanalysen stützen hierbei weitere Daten zur genauen Eliminierung überzähliger B-Chromosomen von Aegilops speltoides in Wurzeln zu Beginn der Embryoentwicklung (Ruban et al.,. 2020, Nat Commun.).

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Mitarbeitende

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Publikationen

Autor
Titel
2024

Acosta Y, Companioni B, Escalante D, Zevallos–Bravo B E, Pérez-Bonachea L, Chmielarz P, Hajari E, Neinhuis C, Melzer M, Lorenzo J C:

Scanning electron microscopy reveals contrasting effects of liquid nitrogen on seeds of legumes Neonotonia wightii, Phaseolus vulgaris and Tamarindus indica. Acta Physiol. Plant. 46 (2024) 77. https://dx.doi.org/10.1007/s11738-024-03703-2

Arce R C, Mayta M L, Melzer M, Hajirezaei M-R, Lodeyro A F, Carrillo N:

Introduction of a terminal electron sink in chloroplasts decreases leaf cell expansion associated with higher proteasome activity and lower endoreduplication. J. Exp. Bot. 75 (2024) 4625–4640. https://dx.doi.org/10.1093/jxb/erae039

Bienert M D, Junker A, Melzer M, Altmann T, von Wirén N, Bienert G P:

Boron deficiency responses in maize (Zea mays L.) roots. J. Plant Nutr. Soil Sci. (2024) Epub ahead of print. https://doi.org/10.1002/jpln.202300173

Jayakodi M, Lu Q, Pidon H, Rabanus-Wallace M T, Bayer M, Lux T, Guo Y, Jaegle B, Badea A, Bekele W, Brar G S, Braune K, Bunk B, Chalmers K J, Chapman B, Jørgensen M E, Feng J-W, Feser M, Fiebig A, Gundlach H, Guo W, Haberer G, Hansson M, Himmelbach A, Hoffie I, Hoffie R E, Hu H, Isobe S, König P, Kale S M, Kamal N, Keeble-Gagnère G, Keller B, Knauft M, Koppolu R, Krattinger S G, Kumlehn J, Langridge P, Li C, Marone M P, Maurer A, Mayer K F X, Melzer M, Muehlbauer G J, Murozuka E, Padmarasu S, Perovic D, Pillen K, Pin P A, Pozniak C J, Ramsay L, Pedas P R, Rutten T, Sakuma S, Sato K, Schüler D, Schmutzer T, Scholz U, Schreiber M, Shirasawa K, Simpson C, Skadhauge B, Spannagl M, Steffenson B J, Thomsen H C, Tibbits J F, Nielsen M T S, Trautewig C, Vequaud D, Voss C, Wang P, Waugh R, Westcott S, Rasmussen M W, Zhang R, Zhang X-Q, Wicker T, Dockter C, Mascher M, Stein N:

Structural variation in the pangenome of wild and domesticated barley. Nature (2024) Epub ahead of print. https://dx.doi.org/10.1038/s41586-024-08187-1

Jiang G, Koppolu R, Rutten T, Hensel G, Lundqvist U, Tandron Moya Y A, Huang Y, Rajaraman J, Poursarebani N, von Wirén N, Kumlehn J, Mascher M, Schnurbusch T:

Non-cell-autonomous signaling associated with barley ALOG1 specifies spikelet meristem determinacy. Curr. Biol. 34 (2024) 2344-2358. https://doi.org/10.1016/j.cub.2024.04.083

Kavka M, Balles A, Böhm C, Dehmer K J, Fella C, Rose F, Saal B, Schulze S, Willner E, Melzer M:

Phenotypic screening of seed retention and histological analysis of the abscission zone in Festuca pratensis and Lolium perenne. BMC Plant Biol. 24 (2024) 577. https://dx.doi.org/10.1186/s12870-024-05231-0

Kuo Y-T, Kurian J G, Schubert V, Fuchs J, Melzer M, Muraleedharan A, Maruthachalam R, Houben A:

The holocentricity in the dioecious nutmeg (Myristica fragrans) is not based on major satellite repeats. Chromosome Res. 32 (2024) 8. https://dx.doi.org/10.1007/s10577-024-09751-1

Maniero R A, Picco C, Hartmann A, Engelberger F, Gradogna A, Scholz-Starke J, Melzer M, Künze G, Carpaneto A, von Wirén N, Giehl R F H:

Ferric reduction by a CYBDOM protein counteracts increased iron availability in root meristems induced by phosphorus deficiency. Nat. Commun. 15 (2024) 422. https://dx.doi.org/10.1038/s41467-023-43912-w

Potlapalli B P, Fuchs J, Rutten T, Meister A, Houben A:

The potential of ALFA-tag and tyramide-based fluorescence signal amplification to expand the CRISPR-based DNA imaging toolkit. J. Exp. Bot. 75 (2024) 6244-6257. https://dx.doi.org/10.1093/jxb/erae341

Rezaeva B R, Rutten T, Bollmann C, Ortleb S, Melzer M, Kumlehn J:

Plant regeneration via adventitious shoot formation from immature zygotic embryo explants of Camelina. Plants 13 (2024) 465. https://dx.doi.org/10.3390/plants13040465

Romer J, Gutbrod K, Schuppener A, Melzer M, Müller-Schüssele S J, Meyer A J, Dörmann P:

Tocopherol and phylloquinone biosynthesis in chloroplasts requires the phytol kinase VTE5 and the farnesol kinase FOLK. Plant Cell 36 (2024) 1140–1158. https://dx.doi.org/10.1093/plcell/koad316

Rutten T, Thirulogachandar V, Huang Y, Shanmugaraj N, Koppolu R, Ortleb S, Hensel G, Kumlehn J, Melzer M, Schnurbusch T:

Anatomical insights into the vascular lay-out of the barley rachis: implications for transport and spikelet connection. Ann. Bot. 133 (2024) 983-996. https://dx.doi.org/10.1093/aob/mcae025

Satterlee J W, Alonso D, Gramazio P, Jenike K M, He J, Arrones A, Villanueva G, Plazas M, Ramakrishnan S, Benoit M, Gentile I, Hendelman A, Shohat H, Fitzgerald B, Robitaille G M, Green Y, Swartwood K, Passalacqua M J, Gagnon E, Hilgenhof R, Huggins T D, Eizenga G C, Gur A, Rutten T, Stein N, Yao S, Poncet A, Bellot C, Frary A, Knapp S, Bendahmane M, Sarkinen T, Gillis J, Van Eck J, Schatz M C, Eshed Y, Prohens J, Vilanova S, Lippman Z B:

Convergent evolution of plant prickles by repeated gene co-option over deep time. Science 385 (2024) eado1663. https://dx.doi.org/10.1126/science.ado1663

Thirulogachandar V, Govind G, Hensel G, Kale S M, Kuhlmann M, Eschen-Lippold L, Rutten T, Koppolu R, Rajaraman J, Palakolanu S R, Seiler C, Sakuma S, Jayakodi M, Lee J, Kumlehn J, Komatsuda T, Schnurbusch T, Sreenivasulu N:

HOMEOBOX2, the paralog of SIX-ROWED SPIKE1/HOMEOBOX1, is dispensable for barley spikelet development. J. Exp. Bot. 75 (2024) 2900–2916. https://dx.doi.org/10.1093/jxb/erae044

Tikhenko N, Haupt M, Fuchs J, Perovic D, Himmelbach A, Mascher M, Houben A, Rutten T, Nagel M, Tsvetkova N V, Sehmisch S, Börner A:

Major chromosome rearrangements in intergeneric wheat × rye hybrids in compatible and incompatible crosses detected by GBS read coverage analysis. Sci. Rep. 14 (2024) 11010. https://dx.doi.org/10.1038/s41598-024-61622-1

Töpfer V, Melzer M, Snowdon R J, Stahl A, Matros A, Wehner G:

PEG treatment is unsuitable to study root related traits as it alters root anatomy in barley (Hordeum vulgare L.). BMC Plant Biol. 24 (2024) 856. https://dx.doi.org/10.1186/s12870-024-05529-z

Zolfaghar M, Rutten T, Ghaffari M R, Banaei-Moghaddam A M:

Comparative transcriptome analysis of hypocotyls during the developmental transition of C3 cotyledons to C4 leaves in Halimocnemis mollissima Bunge. J. Plant Growth Reg. 43 (2024) 1076-1092. https://dx.doi.org/10.1007/s00344-023-11162-1

2023

Bellin L, Melzer M, Hilo A, Amaya D L G, Keller I, Meurer J, Möhlmann T:

Nucleotide limitation results in impaired photosynthesis, reduced growth and seed yield together with massively altered gene expression. Plant Cell Physiol. 64 (2023) 1494-1510. https://dx.doi.org/10.1093/pcp/pcad063

Bethmann S, Haas A-K, Melzer M, Jahns P:

The impact of long-term acclimation to different growth light intensities on the regulation of zeaxanthin epoxidase in different plant species. Physiol. Plant. 175 (2023) e13998. https://dx.doi.org/10.1111/ppl.13998

Daszkowska-Golec A, Mehta D, Uhrig R G, Brąszewska A, Novak O, Fontana I M, Melzer M, Płociniczak T, Marzec M:

Multi-omics insights into the positive role of strigolactone perception in barley drought response. BMC Plant Biol. 23 (2023) 445. https://dx.doi.org/10.1186/s12870-023-04450-1

Demarchi M, Arce R C, Campi M, Pierella Karlusich J J, Hajirezaei M-R, Melzer M, Lodeyro A F, Chan R L, Carrillo N:

Targeting of flavodoxin to chloroplasts of mesophyll but not bundle sheath maize cells confers increased drought tolerance. New Phytol. 240 (2023) 2179-2184. https://dx.doi.org/10.1111/nph.19281

Hertig C W, Rutten T, Melzer M, Schippers J H M, Thiel J:

Dissection of developmental programs and regulatory modules directing endosperm transfer cell and aleurone identity in the syncytial endosperm of barley. Plants 12 (2023) 1594. https://dx.doi.org/10.3390/plants12081594

Huang Y, Kamal R, Shanmugaraj N, Rutten T, Thirulogachandar V, Zhao S, Hoffie I, Hensel G, Rajaraman J, Moya Y A T, Hajirezaei M-R, Himmelbach A, Poursarebani N, Lundqvist U, Kumlehn J, Stein N, von Wirén N, Mascher M, Melzer M, Schnurbusch T:

A molecular framework for grain number determination in barley. Sci. Adv. 9 (2023) eadd0324. https://dx.doi.org/10.1126/sciadv.add0324

Kuo Y-T, Câmara A S, Schubert V, Neumann P, Macas J, Melzer M, Chen J, Fuchs J, Abel S, Klocke E, Huettel B, Himmelbach A, Demidov D, Dunemann F, Mascher M, Ishii T, Marques A, Houben A:

Holocentromeres can consist of merely a few megabase-sized satellite arrays. Nat. Commun. 14 (2023) 3502. https://dx.doi.org/10.1038/s41467-023-38922-7

Shanmugaraj N, Rajaraman J, Kale S, Kamal R, Huang Y, Thirulogachandar V, Garibay-Hernandez A, Budhagatapalli N, Tandron Moya Y A, Hajirezaei M R, Rutten T, Hensel G, Melzer M, Kumlehn J, von Wirén N, Mock H-P, Schnurbusch T:

Multilayered regulation of developmentally programmed pre-anthesis tip degeneration of the barley inflorescence. Plant Cell 35 (2023) 3973-4001. https://dx.doi.org/10.1093/plcell/koad164

Shanmugaraj N, Rutten T, Svatoš A, Schnurbusch T, Mock H-P:

Fast and reproducible matrix deposition for MALDI mass spectrometry imaging with improved glass sublimation setup. J. Am. Soc. Mass Spectrom. 34 (2023) 513-517. https://dx.doi.org/10.1021/jasms.2c00301

2022

Demidov D, Lermontova I, Moebes M, Kochevenko A, Fuchs J, Weiss O, Rutten T, Sorge E, Zuljan E, Giehl R F H, Mascher M, Somasundaram S, Conrad U, Houben A:

Haploid induction by nanobody targeted ubiquitin-proteasome-based degradation of EYFP-tagged CENH3 in Arabidopsis thaliana. J. Exp. Bot. 73 (2022) 7243–7254. https://dx.doi.org/10.1093/jxb/erac359

Hashemi-Petroudi S H, Arab M, Dolatabadi B, Kuo Y-T, Baez M A, Himmelbach A, Nematzadeh G, Maibody S A M M, Schmutzer T, Melzer M, Altmann T, Kuhlmann M:

Initial description of the genome of Aeluropus littoralis, a halophile grass. Front. Plant Sci. 13 (2022) 906462. https://dx.doi.org/10.3389/fpls.2022.906462

Jalil J:

Histological analysis of early cellular events in immature zygotic rapeseed embryos cultivated in vitro. (Bachelor Thesis) Halle/S., Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg, Naturwissenschaftliche Fakultät I Biowissenschaften, Institut für Biologie (2022) 78 pp.

Koppolu R, Jiang G, Milner S G, Muqaddasi Q H, Rutten T, Himmelbach A, Guo Y, Stein N, Mascher M, Schnurbusch T:

The barley mutant multiflorus2.b reveals quantitative genetic variation for new spikelet architecture. Theor. Appl. Genet. 135 (2022) 571–590. https://dx.doi.org/10.1007/s00122-021-03986-w

Liu Y, Maniero R A, Giehl R F H, Melzer M, Steensma P, Krouk G, Fitzpatrick T B, von Wirén N:

PDX1.1-dependent biosynthesis of vitamin B6 protects roots from ammonium-induced oxidative stress. Mol. Plant 15 (2022) 820-839. https://dx.doi.org/10.1016/j.molp.2022.01.012

Saado I, Chia K-S, Betz R, Alcântara A, Pettkó-Szandtner A, Navarrete F, DAuria J C, Kolomiets M V, Melzer M, Feussner I, Djamei A:

Effector-mediated relocalization of a maize lipoxygenase protein triggers susceptibility to Ustilago maydis. Plant Cell 34 (2022) 2785–2805. https://dx.doi.org/10.1093/plcell/koac105

Zuo S, Yadala R, Yang F, Talbert P, Fuchs J, Schubert V, Ahmadli U, Rutten T, Pecinka A, Lysak M A, Lermontova I:

Recurrent plant-specific duplications of KNL2 and its conserved function as a kinetochore assembly factor. Mol. Biol. Evol. 39 (2022) msac123. https://dx.doi.org/10.1093/molbev/msac123

2021

Li M, Guo G, Pidon H, Melzer M, Prina A R, Börner T, Stein N:

ATP-dependent Clp protease subunit C1, HvClpC1, is a strong candidate gene for barley variegation mutant luteostrians as revealed by genetic mapping and genomic re-sequencing. Front. Plant Sci. 12 (2021) 664085. https://dx.doi.org/10.3389/fpls.2021.664085

Li M, Hensel G, Melzer M, Junker A, Tschiersch H, Ruwe H, Arend D, Kumlehn J, Börner T, Stein N:

Mutation of the ALBOSTRIANS ohnologous gene HvCMF3 impairs chloroplast development and thylakoid architecture in barley. Front. Plant Sci. 12 (2021) 732608. https://dx.doi.org/10.3389/fpls.2021.732608

Li M, Ruwe H, Melzer M, Junker A, Hensel G, Tschiersch H, Schwenkert S, Chamas S, Schmitz-Linneweber C, Börner T, Stein N:

The Arabidopsis AAC proteins CIL and CIA2 are sub-functionalized paralogs involved in chloroplast development. Front. Plant Sci. 12 (2021) 681375. https://dx.doi.org/10.3389/fpls.2021.681375

Muszynska A, Guendel A, Melzer M, Tandrón Moya Y, Röder M, Rolletschek H, Rutten T, Munz E, Melz G, Ortleb S, Borisjuk L, Börner A:

A mechanistic view on lodging resistance in rye and wheat: a multiscale comparative study. Plant Biotechnol. J. 19 (2021) 2646-2661. https://dx.doi.org/10.1111/pbi.13689

Sayed M A, Allam M, Heck Q K, Urbanavičiūtė I, Rutten T, Stuart D, Zakhrabekova S, Börner A, Pillen K, Hansson M, Youssef H M:

Analyses of MADS-box genes suggest HvMADS56 to regulate lateral spikelet development in barley. Plants 10 (2021) 2825. https://dx.doi.org/10.3390/plants10122825

Thiel J, Koppolu R, Trautewig C, Hertig C, Kale S M, Erbe S, Mascher M, Himmelbach A, Rutten T, Esteban E, Pasha A, Kumlehn J, Provart N J, Vanderauwera S, Frohberg C, Schnurbusch T:

Transcriptional landscapes of floral meristems in barley. Sci. Adv. 7 (2021) eabf0832. https://dx.doi.org/10.1126/sciadv.abf0832

Vicino P, Carrillo J, Gómez R, Shahinnia F, Tula S, Melzer M, Rutten T, Carrillo N, Hajirezaei M-R, Lodeyro A F:

Expression of flavodiiron proteins Flv2-Flv4 in chloroplasts of Arabidopsis and tobacco plants provides multiple stress tolerance. Int. J. Mol. Sci. 22 (2021) 1178. https://dx.doi.org/10.3390/ijms22031178

Witzel K, Matros A, Bertsch U, Aftab T, Rutten T, Ramireddy E, Melzer M, Kunze G, Mock H-P:

The jacalin-related lectin HvHorcH is involved in the physiological response of barley roots to salt stress. Int. J. Mol. Sci. 22 (2021) 10248. https://dx.doi.org/10.3390/ijms221910248

2020

Aizouq M, Peisker H, Gutbrod K, Melzer M, Hölzl G, Dörmann P:

Triacylglycerol and phytyl ester synthesis in Synechocystis sp. PCC6803. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 117 (2020) 6216-6222. https://dx.doi.org/10.1073/pnas.1915930117

Dvořák Tomaštíková E, Rutten T, Dvořák P, Tugai A, Ptošková K, Petrovská B, van Damme D, Houben A, Doležel J, Demidov D:

Functional divergence of microtubule-associated TPX2 family members in Arabidopsis thaliana. Int. J. Mol. Sci. 21 (2020) 2183. https://dx.doi.org/10.3390/ijms21062183

Gómez R, Figueroa N, Melzer M, Hajirezaei M R, Carrillo N, Lodeyro A F:

Photosynthetic characterization of flavodoxin-expressing tobacco plants reveals a high light acclimation-like phenotype. Biochim. Biophys. Acta Bioenerg. 1861 (2020) 148211. https://dx.doi.org/10.1016/j.bbabio.2020.148211

Hertig C, Melzer M, Rutten T, Erbe S, Hensel G, Kumlehn J, Weschke W, Weber H, Thiel J:

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