Von Moosen zu Angiospermen: Evolution divergierender Gene für 1-Desoxy-D-xylulose-5-phosphat-Synthase

• Applicant: Privatdozent Dr. Michael H. Walter
• Subject Area: Plant Biochemistry and Biophysics
• Term: from 2006 to 2010
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 24676237

In Angiospermen als der evolutionsgeschichtlich jüngsten Gruppe der Landpflanzen gibt es zwei hochkonservierte Klassen von Genen für die 1-Desoxy-D-xylulose-5-phosphat-Synthase (DXS), dem ersten Enzym des plastidären Methylerythritolphosphatwegs. Diese von unserer AG erstmals beschriebenen Klassen unterscheiden sich sowohl in Primärstruktur als auch in Expression erheblich voneinander, wobei eine Zuordnung zur Biosynthese plastidärer Isoprenoide des Primärstoffwechsels (DXS1) oder des Sekundärstoffwechsel (DXS2) vorgenommen werden kann. Unsere Vorarbeiten zeigen, dass diese Aufspaltung bereits in Gymnospermen existiert und dass das Moos Physcomitrella patens sogar mindestens vier verschiedene, allerdings eng verwandte DXS-Gene besitzt. Die Moos-DXS-Gene sollen näher charakterisiert werden. Insbesondere sollen ihre Expressionsprofile im Zusammenhang mit induzierbarer Diterpensynthese als Beispiel für den bisher in Moosen noch kaum untersuchten Sekundärstoffwechsel bestimmt werden. Ein gezielte Geninaktivierung mittels homologer Rekombination ist vorgesehen. Ergänzend sollen DXS-Gene in Farnen untersucht werden. Es dürfte sich hier um die bisher ältesten Genduplikationen handeln, die im Laufe eines ¿Birth-and- Death¿-Prozesses für den pflanzlichen Sekundärstoffwechsel rekrutiert worden sind.

• DFG Programme: Priority Programmes
• Subproject of: SPP 1152: Evolution of Metabolic Diversity