Forschungsprojekt

Identifizierung und Charakterisierung von Schlüsselgenen und Polymorphismen mit Einfluss auf quantitative metabole Merkmale

Inhaltsstoffe (Metabolite) bzw. deren Zusammensetzung definieren neben den Wachstumsmöglichkeiten einer Pflanze auch ihre qualitativen Eigenschaften als Rohstoff für unsere Ernährung und Produktion. Anhand der Daten einer früheren Studie, in denen Genorte mit Einfluss auf Metabolitgehalte ermittelt wurden, haben wir 30 Kandidatengene für 15 Metabolite für eine erste Analyse ausgewählt, basierend auf einer direkten Beteiligung am enzymatischen Umsatz der Metabolite. Dabei zeigten T‑DNA‑Insertionslinien bei 5 Genen eine Veränderung des entsprechenden Metabolitgehalts. Für eines der Gene, At5g50950, konnte nachgewiesen werden, dass es eine zweite funktionelle Fumarase (FUM2) in Arabidopsis codiert (Brotman et al. 2011). Die Col‑0 und C24 Allele dieses Gens unterscheiden sich um einen Faktor 16 in ihrem Expressionsniveau. Dies entspricht den beschriebenen QTL Allelen und führt wahrscheinlich zu großen Unterschieden in der Fumarase‑Aktivität. Die Ermittlung des kausalen Polymorphismus, auf den dieser Expressions-QTL zurückzuführen ist, steht im Fokus unserer Forschung ebenso wie dessen Einfluss auf die natürliche Varianz in Fumarase‑Aktivität und Malat- bzw. Fumarat-Gehalte in Arabidopsis. Um diese Zusammenhänge zu klären, werden Arabidopsis Akzessionen und Introgressionslinien mit kontrastierenden Fumarat-Gehalten molekular untersucht. Arbeiten zur weiteren Charakterisierung anderer Gene werden gegenwärtig mit Hilfe von T‑DNA‑Insertionslinien durchgeführt.