Regulation und Funktion der Arabidopsis UMAMIT Aminosäure Transporter im Rahmen der Dunkel-induzierten Seneszenz

• Antragsteller: Professor Dr. Wolfgang Dröge-Laser
• Fachliche Zuordnung: Genetik und Genomik der Pflanzen
• Förderung: Förderung von 2019 bis 2024
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 426670491

Die Allokation von Nährstoffe zwischen "source" und "sink" ist von enormer Wichtigkeit für die Versorgung aller pflanzlichen Gewebe und damit für ihr Überleben. Eine enge Koordination von Energie-Homöostase und Nährstofftransport ist besonders unter Energiemangelsituationen essentiell. Die Snf1 RELATED KINASE1 (SnRK1) und das von ihr regulierte Netzwerk von C/S1-bZIP-Transkriptionsfaktoren (basic leucine zipper) kontrollieren während der Dunkel-induzierten Seneszenz (DIS) den Katabolismus von Aminosäuren zum Erhalt der mitochondrialen ATP-Synthese. Mitglieder der USUALLY MULTIPLE AMINO ACIDS MOVE IN AND OUT TRANSPORTERS (UMAMITs) spielen eine zentrale Rolle im Aminosäure-Transport. Unter DIS-Bedingungen wird UMAMIT33 transkriptionell aktiviert. Aufgrund von Vorarbeiten postulieren wir, das UMAMIT33 unter Kontrolle der SnRK1-C/S1-bZIP-Signaltransduktion steht. UMAMIT33 ist im Tonoplasten lokalisiert, was für eine Funktion im intrazellulären Aminosäure-Transport spricht. Ein Ziel dieses Projektes ist die Charakterisierung der zellulären Lokalisation von UMAMIT33, seiner Expression, Transporter-Physiologie, sowie der transkriptionellen Regulation durch SnRK1 und C/S1-bZIP-Faktoren. Zur funktionalen Analyse werden "loss-of-function"-Ansätze in Bezug auf den Phänotyp und die molekularen Antworten während der DIS analysiert. Weiterhin soll die zelluläre Aminosäure-Verteilung und der Export aus abgedunkelten Blättern untersucht werden. Wie für UMAMIT33 dargelegt, sollen 1-2 weitere UMAMIT-Gene in der DIS funktionell charakterisiert werden. Diese werden mithilfe einer ungerichteten Transkriptom-Studien ausgewählt. Dieser Ansatz ermöglicht einen vertiefenden Einblick in andere Transporter-Familien und ihre Koordination durch das SnRK1-C/S1-bZIP-Signalnetzwerk. Die Allokation von Nährstoffen während Energiemangel und Stress ist von großer agronomischer Bedeutung für Ertrag und Haltbarkeit von Nahrungsmitteln nach der Ernte. Die hier erarbeiteten Erkenntnisse bilden eine wichtige Grundlage für neue Strategien in der Pflanzenzüchtung.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen