Aufklärung der Funktion des im Plastiden lokalisierten Serin Biosyntheseweges in der Modellpflanze Arabidopsis thaliana
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Das Ziel diese Projektes war es, die Funktion des Phosphoserine (PS) Stoffwechselsweges in Arabidopsis thaliana genauer zu untersuchen. Es konnte gezeigt werden, dass der PS Stoffwechselweg essentiell für den generativen Lebenszyklus von Pflanzen ist. Ein Fehlen des PS Stoffwechselweges, untersucht in T-DNA Insertionsmutanten, beeinträchtigt die Embryo – und weibliche Gametophytenentwicklung und führt zu einem embryolethalen bzw. gametophytenlethalen Phänotyp. Pflanzen in denen die Aktivität des PS Stoffwechsels stark reduziert ist, sind im Wachstum beeinträchtigt, was sich in einer verkleinerten Sproßrosette und einem verlangsamten Primärwurzelwachstum zeigt. Wenn diese Pflanzen in einer hoch CO2 Atmosphäre angezogen werden, um die Synthese von Serin über die Photorespiration zu unterbinden, stellen sie das Wachstum komplett ein. Diese Ergebnisse verdeutlichen die Wichtigkeit beider Serin Biosynthesewege für das Wachstum von Pflanzen. Weiterhin deutet die Analyse der Gehalte, von Stoffwechselprodukten in Pflanzen mit reduzierter Aktivität des PS Stoffwechsels, auf ein Zusammenwirken des PS Stoffwechsels mit der Synthese von Tryptophan und der Assimilation von Stickstoff hin.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
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(2013). Arabidopsis Phosphoglycerate Dehydrogenase1 of the phosphoserine pathway is essential for development and required for ammonium assimilation and tryptophan biosynthesis. Plant Cell 25, 5011-5029
Benstein, R.M., Ludewig, K., Wulfert, S., Wittek, S., Gigolashvili, T., Frerigmann, H., Gierth, M., Flugge, U.I., and Krueger, S.
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(2014). Amino acids - a life between metabolism and signaling. Plant Sci. 229, 225-37
Häusler RE, Ludewig F, Krueger S.
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(2014). Serine in plants: biosynthesis, metabolism, and functions. Trends Plant Sci 19, 564-569
Ros, R., Munoz-Bertomeu, J., and Krueger, S.
