Wie die Carotinoidproduktion von Pflanzen gesteuert wird
Carotinoide sind Pflanzenfarbstoffe, die die Biomasseproduktion beeinflussen, da sie an Prozessen wie Wachstum, Stressantwort, Hormonsynthese und Photosynthese beteiligt sind. Im Rahmen der Verbesserung von Ernteerträgen in einer sich verändernden Umwelt, ist es notwendig mehr Informationen darüber zu erlangen, wie Carotinoide durch Licht und Temperatur gesteuert werden. Das EU-finanzierte Projekt SMARTPLANT (Environmental control of carotenoid biosynthesis: A novel strategy to improve photosynthetic capacity) versucht, diese Regulationswege über einen Bereich von Licht- und Temperaturverhältnissen, die in der Natur vorkommen, zu verstehen. Die Forscher verwendeten sowohl experimentelle als auch Modellierungsansätze, um zu zeigen, dass die Gen-Transkriptionsregulatoren, sogenannte PIF (phytochrome interacting factors) die Carotinoid-Produktion steuern. Sie stellten insbesondere fest, dass PIF-HY5 (long Hypocotyl 5) dafür sorgt, dass die Photosynthese sich bei niedrigeren Temperaturen fortsetzt. Sie bestätigten auch, dass PIF die Carotinoidproduktion in schattigen Umgebungen zurückdrängt, wo es mehr rotes Licht gibt als in voller Sonne. Darüber hinaus wurde festgestellt, dass PIF-HY5 der PIF-Steuerung von Carotinoiden unter schattigen Bedingungen nicht entgegenwirkt. Stattdessen zeigten die Forscher, dass ein Transkriptions-Co-Faktor, PIF-PAR1 (phytochrome rapidly regulated 1) diese Rolle in schattigen Umgebungen erfüllt. Diese Arbeit führte wissenschaftliche Publikationen mit hohem Auswirkungsfaktor und internationalen Forschungskooperationen. Die gewonnenen Erkenntnisse können Forscher dabei helfen, die Photosyntheseleistung von Kulturpflanzen zu verbessern und damit die europäische strategische Forschungsagenda bei der Bekämpfung des Klimawandels unterstützen.
