Regulation and mobility of sucrose transporters in higher plants

Ziel des Projektes ist die Analyse der Regulation und der Mobilität pflanzlicher Saccharosetransporter. Dabei werden folgende Fragestellungen im Rahmen des Projektes bearbeitet:
1. Zunächst sollte aufgeklärt werden, ob die mRNA und/oder das Protein des Saccharosetransporters StSUT1 Phloemmobilität aufweisen. Die Lokalisierung des SUT1 Proteins beschränkt sich auf die Siebelemente (SE), während die SUT1 mRNA sowohl in SE, als auch in Geleitzellen (GZ) lokalisiert wurde. Durch intraspezifische Pfropfungsexperimente wurde bereits gezeigt, dass SUT1 mRNA Phloemmobilität sowohl in gepfropften Pflanzen, als auch zwischen Kartoffelpflanzen und Tabakpflanzen als Wirt sowie dem Holoparasiten der SUT1 mRNA in den SE oder in den GZ des Phloems stattfindet.
2. Untersuchungen zur Stabilität und Halbwertszeit der phloem-mobilen Saccharosetransporter mRNAs zeigten, dass alle bislang bekannten Saccharosetransporter aus Solanum tuberosum einer circadianen Regulation unterliegen und dass ihre Transkripte eine äußerst begrenzte Halbwertszeit von 60 bis max. 130 min aufweisen. Zudem zeigten Inhibitorstudien, dass sowohl SUT2 als auch SUT4 mRNA-Akkumulation post-transkriptional gesteuert wird.
3. Die Untersuchung von StSUT4-RNAi Pflanzen zeigte, dass die Übermittlung von Informationen über die Lichtqualität (z. B. bei Beschattung) in diesen Pflanzen beeinträchtigt ist, und dass der Phänotyp der transgenen Pflanzen ebenfalls durch Pfropfung übertragbar ist.
4. In einem weiteren Ansatz wurde bereits damit begonnen, gezielt nach RNA-Protein-Interaktionspartnern der SUT4 mRNA-Moleküle über einen Hefe-Drei-Hybrid Ansatz zu suchen, die zur Identifizierung von Proteinen verhelfen, die den postulierten Makromolekültransfer durch Plasmodesmen ermöglichen, die SUT mRNA Moleküle während ihres Langstreckentransports stabilisieren bzw. an der post-transkriptionalen Regulation über sequenz-spezifischen RNA-Abbau beteiligt sein können. Es wurden mit diesem Ansatz bereits drei mutmaßliche RNA-bindende Proteine identifiziert, die in Hefezellen mit der StSUT4 mRNA interagieren.
5. Die RNA-bindendende Eigenschaft der identifizierten Proteine soll durch alternative Methoden wie electrophoretic mobility shift assay (EMSA) bestätigt werden. Die Aufklärung der Funktion dieser Proteine für den Langstreckentransport, den Transport über Plasmodesmen, die post-transkriptionale Regulation, die Stabilität usw. sind durch weitere Experimente angestrebt.