Die Rolle von plastidären Metabolittranslokatoren für Speicherstoffsynthese und Assimilatverteilung in Leguminosensamen

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Die Verteilung der Assimilate in verschiedene Speicherstoffe im Samen wird von Metabolismus innerhalb der Speicherparenchymzellen reguliert. Dabei spielen die Plastiden eine wichtige Rolle. So ist ein Wechsel im Kohlenstoff-Fluss oft verbunden mit Änderungen im plastidären Metabolismus und/oder mit der Fähigkeit, bestimmte Metabolide zu importieren. Plastidäre Biosynthesewege sind abhängig vom Import der Vorstufen, der Energieversorgung und der Interaktion zwischen Biosynthesewegen. In den letzten Jahren wurde die Familie der plastidären Translokatoren molekular charakterisiert und ihre Funktion in den Modellpflanzen Arabidodsis und Tabak untersucht. In diesem Projekt soll eine funktionelle Charakterisierung plastidärer Transportprozesse in Samen von Kulturpflanzen vorgenommen werden, speziell von zwei Leguminosen, die einerseits Stärke und Proteine (Erbse/Vicia), andererseits Lipide und Proteine (Soja) synthetisieren. Es soll geklärt werden, in wie weit plastidäre Transportprozesse die Assimilatverteilung und die metabolischen Flüsse kontrollieren. Im einzelnen sollen folgende Experimente durchgeführt werden: 1) eine Analyse der relativen Akkumulation der Samenspeicherstoffe sowie der zeitlichen Expressionsprofile verschiedener plastidärer Translokatoren während des Embryowachstums, 2) eine Überexpression des Phosphoenolpyruvat/Phosphat-Translokators sowie des plastidären ATP/ADP-Translokators in Erbsensamen mit dem Ziel, die Assimilatflüsse- und Assimilatverteilung zu verändern, 3) eine Analyse der Änderung von Energieinhalten (energy charge, Nucleotid-pools), Assimilatverteilung und metabolischen Flüssen in transgenen Erbsensamen, in denen die Genexpression von Glc-6-P Translokator, PEP/P-Translokator sowie ATP/ADP-Translokator gentechnisch verändert wurde.