Abscisinsäure-Corezeptoren und ihre SnRK2 Ziel-Proteinkinasen als Regulatoren des Pflanzenmetabolismus und Wachstums
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Pflanzen steuern ihr Wachstum, ihre Entwicklung und ihren Stoffwechsel in Abhängigkeit von Umwelteinflüssen wie Licht, Temperatur und Wasser, und Pflanzenhormone (Phytohormone) dienen als wichtige endogene Signale zur Koordinierung dieser Prozesse. Abscisinsäure (ABA) ist das Phytohormon, das sich in trockenen Samen und vegetativem Gewebe als Reaktion auf Wassermangel, wie z. B. Trockenstress, anreichert, und der molekulare Mechanismus seiner Wahrnehmung und Signaltransduktion wurde insbesondere in der Modellpflanze Arabidopsis thaliana (Arabidopsis) untersucht. Abgesehen von der Rolle, die ABA bei Stressreaktionen spielt, wurde jedoch seiner Rolle im Pflanzenwachstum und - stoffwechsel wenig Aufmerksamkeit geschenkt. In diesem Projekt wollte ich herausfinden, wie Pflanzen ihr Wachstum und ihren Stoffwechsel mithilfe von ABA als Signal steuern, und führte eine Reihe von Experimenten durch, um entscheidende Signalkomponenten zu identifizieren. Zusätzlich zu den Kernkomponenten der ABA-Signalübertragung, nämlich den Rezeptoren, Corezeptoren und Kinasen, haben die Ergebnisse dieses Projekts gezeigt, dass auch externe Komponenten wie ABA-unempfindliche Kinasen und mit Corezeptoren interagierende Proteine wahrscheinlich an der Regulierung der ABA-Signalübertragung und des Pflanzenwachstums beteiligt sind. Insbesondere zeigten unsere groß angelegten Analysen, dass die Phosphoproteom-, Proteom- und Metabolitenprofile in der Arabidopsis, die ABA-Rezeptoren überexprimiert, verändert waren. Darüber hinaus zeigten integrative Analysen ein globales Signalnetzwerk, das von ABA gesteuert wird, sowie bisher nicht charakterisierte Kinasen und Stoffwechselenzyme, die möglicherweise auf ABA reagieren. Insgesamt erweiterte dieses Projekt unser Wissen über die ABA-Signalübertragung und deutet darauf hin, dass ABA über ein Stresshormon hinaus an verschiedenen Prozessen im Zusammenhang mit Wachstum und Stoffwechsel beteiligt ist.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
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Hormonal regulation of plant primary metabolism under drought. Journal of Experimental Botany, 75(6), 1714-1725.
Yoshida, Takuya & Fernie, Alisdair R.
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Integrating multi‐omics data reveals energy and stress signaling activated by abscisic acid in Arabidopsis. The Plant Journal, 119(2), 1112-1133.
Yoshida, Takuya; Mergner, Julia; Yang, Zhenyu; Liu, Jinghui; Kuster, Bernhard; Fernie, Alisdair R. & Grill, Erwin
