Einfluss der Schwefelversorgung von Erbsen auf die Biosynthese von Ferredoxin, Leghämoglobin und die Expression von Schwefeltransportern

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Bei der symbiontischen N2-Fixierung stammen die für die Reduktion des elementaren Stickstoffs zu NH3 erforderlichen Elektronen vom Ferredoxin, welches Schwefel (S) in den Fe-S-Clustern enthält. Da in den letzten Jahren verstärkt S-Mangel beobachtet wird und auch Andeutungen auf geringere Ferredoxin-Gehalte in den Bakteroiden vorliegen, gilt in den geplanten Untersuchungen zu klären, ob bei nicht ausreichender S-Versorgung bereits die Genexpression der zur Synthese von Ferredoxin erforderlichen Enzyme durch die zuvor gehemmte Nitrogenase limitiert ist. Ausgehend von einem Mangel an S-haltigen Aminosäuren gibt es bei S-Unterversorgung Hinweise auf eine Beeinträchtigung der Leghämoglobinsynthese. Ob bei nicht ausreichender S-Versorgung allerdings erst die Proteinbiosynthese oder vielmehr bereits die Transkription der Leghämoglobin-codierenden Gene limitiert wird, kann seither nicht beantwortet werden. Die Klärung dieser Frage soll ebenfalls Gegenstand der geplanten Untersuchungen sein. Schließlich sollen bisher unbekannte Schwefeltransporter aus Pisum sativum identifiziert und ihre Expression im Zusammenhang mit Schwefelmangel untersucht werden. Insgesamt sollen die Untersuchungen zur kausalen Deutung der bei S-Mangel beobachteten Beeinträchtigung der symbiontischen N2-Fixierung beitragen, wobei eine Fokussierung auf die spezielle Situation während der Umstellung von der vegetativen zur generativen Phase der Pflanze vorgesehen ist.