Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg

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Neue Determinanten der pflanzlichen Ölbildung

Samenöl ist ein wertvoller Rohstoff und viele "Ölsaaten", wie z.B. Raps, Leinsamen, Sonnenblume oder Soja, haben landwirtschaftliche Relevanz. Die meisten Ölsaaten lagern Öl in Form von Triacylglyceriden (TAGs) ein, worin drei Fettsäuren mit einem Glycerin Rückgrat verestert sind. Anhand genetischer Studien am gut etablierten Ölssaten-Modell Arabidopsis thaliana wurden bereits die meisten Enzyme und korrespondierenden Gene identifiziert, die bei der Biosynthese und Modifikation von Fettsäuren und bei deren Einbau in TAGs eine Rolle spielen. Obwohl diese Schlüsselenzyme bekannt sind, gibt es viele offene Fragen zu ihrer subzellulären Verteilung, vor allem hinsichtlich der präzisen Lokalisierungsmuster der Enzyme in Membranmikrodomänen in vivo. In diesem Projekt untersuchen wir systematisch die subzelluläre Verteilung funktionaler fluoreszenzmarkierter Fusionen von Schlüsselzymen des Fettsäurestoffwechsels und der TAG-Biosynthese während der Samenfüllungsphase von Arabidopsis. Besondere Aufmerksamkeit gilt dabei der in vivo-Charakterisierung relevanter Membransubdomänen und der Identifizierung der molekularen Determinanten der subzellulären Lokalisierung; sowie der dynamischen spatio-temporalen Beziehungen verschiedener Enzyme und ihren Interaktionen. Die Studie nutzt moderne hochauflösende Verfahren zum live-imaging und zur quantitativen Bildanalyse genauso wie genetische Ressourcen der Arabidopsis- oder Hefe-Modelle, sowie umfassende biochemische Analytik. Wir erwarten, wichtige neue Information zur Biologie der Öleinlagerung in Samen zu gewinnen, die dabei helfen kann, momentane Engpässe beim "metabolic engineering" von Designerölen in Nutzpflanzen zu umgehen.

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