Molecular basis of the interaction of glutathione synthesis and transport with sulfur and nitrogen assimilation in poplars (Populus tremula xP.alba)

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Glutathion (GSH) spielt in Pflanzen eine zentrale Rolle beim Schutz gegen verschiedene Stress- und Umweltfaktoren. Ausserdem stellt GSH eine wichtige Transport- und Speicherform reduzierten Schwefels in Pflanzen dar. Dem Tripeptid werden zudem regulatorische Funktionen, z.B. bei der Schwefelernährung und der Proteinsynthese, zugesprochen. Der Gehalt an GSH konnte in Pappeln durch Überexpression des Eingangsenzyms der GSH Biosynthese, der -Glutamylcystein Synthetase, erhöht werden; die physiologischen Konsequenzen dieser Erhöhung für die Sulfatassimilation und Glutathionallokation sind weitgehend aufgeklärt. Die Regulation der Glutathionsynthese und die Rolle von GSH bei der Regulation der Sulfatassimilation sind auf der Ebene der Zellen und Gewebe jedoch nur unzureichend geklärt. Auch die molekularen Grundlagen der Abhängigkeit von Glutathionsynthese und -transport von der Schwefel- und Stickstoffernährung sind weitgehend unbekannt. Ziel des Projekts ist, durch Manipulation der Schwefelassimilation die GSH Synthese und den GSH Transport zu beeinflussen, um neue Erkenntnisse zur Regulation dieser Prozesse zu gewinnen. Mit Hilfe der confocalen Laser-Scanning Mikroskopie und Immunolokalisierung sollen auf diese Weise hervorgerufene Änderungen in der GSH Konzentration und Synthese zell- und gewebespezifisch in Blättern, Wurzeln und Phloem analysiert werden.