Die an gravitropen Reaktionen beteiligten Signaltransduktions-Prozesse sind bis heute weitgehend ungeklärt. Unser Ziel war es, das Phosphoinositid-System als ein Element der Signaltransduktions-Kette zu identifizieren, die den physikalischen Reiz Schwerkraft in ein chemisches Signal umsetzt. Ferner sollten gravitrope Reaktionen auf der Ebene der Genexpression untersucht werden. Als erfolgversprechendes Model für die Untersuchungen wurden Hypokotyle der Sonnenblume (Helianthus annuus, var. Albena (KWS)) verwendet.
Experimente am schnelldrehenden Klinostaten ergaben, daß simulierte Schwerelosigkeit einen Anstieg der second messenger Gehalte Ins(1,4,5)P3 in Hypokotylprotoplasten bewirkt. Auch im µg-Flugexperiment TEXUS 35 konnten erhöhte Gehalte an Ins(1,4,5)P3 nachgewiesen werden. Diese müssen als eine Reaktion auf die µg-Phase interpretiert werden, da entsprechende hyperg-Simulationen keinen Anstieg der Ins(1,4,5)P3-Gehalte bewirkten. Die Ergebnisse geben Hinweise darauf, daß Protoplasten als kleinste pflanzliche Einheit zur Wahrnehmung von Schwerkraft befähigt sind.
Zum Nachweis von Ins(1,4,5)P3 wurde die hoch isomerspezifische metal-dye-detection HPLC (mdd-HPLC) verwendet, mit der Inositolphosphate ohne Verwendung von Radiotracern bis in den unteren pmol-Bereich nachgewiesen werden konnten.
Die Identifizierung spezifisch exprimierter Gene erfolgte durch differential display von RT-PCR-Produkten (dd-RT-PCR). Nach Klonierung und Sequenzierung von bisher zwei differentiell exprimierten Genen wurde eine Sequenz erhalten, die unter den bekannten pflanzlichen Sequenzen die stärkste Homologie zu einem Stress-induzierten Sproß-Gen von Zea mays hat.