Carotinoid-Metabolismus & Mykorrhiza

Pflanzen haben für viele Schlüsselschritte der Carotinoidbiosynthese Isogene entwickelt, die differenziell exprimiert werden. In frühen Arbeiten der AG konnte die 1-Desoxy-d-xylulose-5-phosphat-Synthase 2 (DXS2, ein Isogen im MEP-Weg), identifiziert und eine Beteiligung seines Genprodukts an der CH/MR-Biosynthese in mykorrhizierten Wurzeln nachgewiesen werden (Abb. 1A). Nachfolgend gelang auch der Nachweis einer Funktion der DXS2 in der Isoprenoidbiosynthese von Trichomen. Neuere Arbeiten betreffen Carotinoidspaltungschritte, die durch Carotinoidspaltungsenzyme (CCDs) katalysiert werden. Hier ist deutlich geworden, dass die CH/MR Biosynthese von CCD7 abhängt, die auch in der SL-Biosynthese involviert ist, und dass CH/MR-Derivate über eine zweistufige Spaltung, katalysiert durch CCD7 und CCD1, synthetisiert werden (Abb. 1B). Aktuelle Arbeiten beschäftigen sich mit der Charakterisierung weiterer AM-regulierten Isogene für spezifische Schritte der Carotinoidbiosynthese und modifizierender Schritte nach der Spaltung. Ferner erhoffen wir uns von der aktuellen Bearbeitung von ccd7, ccd8 und weiterer Mutanten aus Erbse und Reis nach Mykorrhizierung die Aufklärung von Carotinoidspaltungsnetzwerken aus einzelnen und kombinierten Spaltungsreaktionen und ihrer Bedeutung für die AM-Symbiose und darüber hinaus.