Wie Aminosäuren in Pflanzensamen gelangen: Entdeckung kann Ernteerträge verbessern
Zur effizienten Steigerung von landwirtschaftlichen Ernteerträgen ist es von Bedeutung, zu verstehen, wie Aminosäuren in die pflanzlichen Samen gelangen. Denn Aminosäuren sind ein wichtiger, teils essentieller Bestandteil unserer Ernährung. Forscher der Universität Regensburg ist es nun erstmals gelungen, vier Gene in der Modellpflanze Arabidopsis thaliana (Acker-Schmalwand) zu identifizieren, die maßgeblich für den Aminosäuretransport von der Mutterpflanze zum Embryo verantwortlich sind.
Sich entwickelnde Samen von Arabidopsis thaliana: Die versorgende Vaskulatur ist grün, einer der Aminosäuretransporter genau am Ende der Vaskulatur ist jeweils rot dargestellt.
PD Dr. Ulrich Hammes
Die meisten Nutzpflanzen verbreiten sich über Samen, in denen der pflanzliche Embryo enthalten ist. Die Samen sind für uns Menschen oft der Teil der Pflanze, der geerntet und später verarbeitet und konsumiert wird. Zwar hat man inzwischen detailliertes Wissen über die jeweilige Zusammensetzung dieser Samen, nicht aber darüber, wie die einzelnen Bestandteile in die Samen gelangen. Dies gilt gerade auch für essentielle Aminosäuren, die von Mensch und Tier nicht selbständig hergestellt werden können.
Ein Regensburger Forscherteam um PD Dr. Ulrich Hammes und Prof. Dr. Thomas Dresselhaus (Lehrstuhl für Zellbiologie und Pflanzenbiochemie) haben jetzt in der Modellpflanze Arabidopsis thaliana vier Gene aus der Familie der pflanzenspezifischen UmamiT-Transporter identifizieren und charakterisieren können. Diese Gene codieren für die Transportproteine, die den Aminosäuretransport von der Mutterpflanze zum Embryo bewerkstelligen. Die Wissenschaftler konnten zeigen, dass der Aminosäuretransport massiv gestört und das Samenwachstum beeinträchtigt ist, sofern diese Gene (in sogenannten Verlustmutanten) fehlen.
Das Team um Hammes und Dresselhaus will diese Beobachtungen nun auf diverse Nutzpflanzen übertragen, um auf diese Weise Nährwert und Ertrag positiv beeinflussen zu können.
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