Die Signalübertragung von Zucker ist eines der wichtigsten regulatorischen Signale für das Wachstum und die Entwicklung von Pflanzen, und ihr Stoffwechselnetzwerk enthält viele regulatorische Faktoren. Zuckersignalmoleküle regulieren zelluläre Aktivitäten und die Entwicklung von Organismen, indem sie mit anderen intrinsischen Regulatoren und Umweltreizen interagieren. HXK, SnRK1 und TOR sind drei Proteine, die eine Schlüsselrolle im Netzwerk des pflanzlichen Zuckerstoffwechsels spielen.
HXK ist der erste in Pflanzen identifizierte Glukosesensor und spielt auch eine wichtige Rolle bei der Signalübertragung von Phytohormonen und abiotischem Stress. SnRK1 ist ein konservierter Schlüsselregulator des Pflanzenwachstums, der das Pflanzenwachstum reguliert und die Energiehomöostase unter Energiestress aufrechterhält. TOR ist eine atypische Serin/Threonin-Proteinkinase, die in lebenden Organismen hochkonserviert ist. TOR dient als wichtiger Signalintegrator, der verschiedene zelluläre Prozesse wie Organwachstum, Zellstoffwechsel und transkriptionelle Neuprogrammierung als Reaktion auf Nährstoff- und Hormonsignale sowie Stressbedingungen steuert.
Diese drei Proteine regulieren nicht nur die Zuckersignalisierung, sondern zeigen auch ein gewisses Signalübersprechen bei der Regulierung von Pflanzenwachstum und -entwicklung sowie abiotischem Stress.
Im April 2024, Gartenbauforschung veröffentlichte eine Rezension mit dem Titel „Die entscheidenden Rollen von drei zuckerbezogenen Proteinen (HXK, SnRK1, TOR) bei der Regulierung des Pflanzenwachstums und der Stressreaktionen„, das gemeinsam von Ying Zhao, außerordentlicher Professor der Ningxia-Universität, und Guangshuo Li, Ph.D. von der Universität Kopenhagen, Dänemark, verfasst wurde.
In der Übersicht wurden zunächst systematisch die Grundfunktionen der drei Proteine HXK, SnRK1 und TOR erörtert, zusammengefasst, wie die drei Proteine den pflanzlichen Zuckerstoffwechsel und die Reaktion auf Stress regulieren, und schließlich die regulatorischen Netzwerke der drei Proteine und die Signalüberlagerung zwischen ihnen weiter untersucht .
Dieses Papier soll einige Hinweise für die weitere Untersuchung des Signal-Crosstalks zwischen den drei Proteinen HXK, SnRK1 und TOR und den regulatorischen Netzwerken, an denen sie beteiligt sind, liefern.
Die drei Proteine HXK, SnRK1 und TOR spielen eine wichtige Rolle beim Pflanzenwachstum, der Stoffwechselregulation und der Reaktion auf Umweltstress. Daher wird erwartet, dass die Regulierung dieser drei Proteine in Gartenbaupflanzen die Erntequalität verbessert, den Ertrag steigert und die Pflanzenresistenz gegenüber verschiedenen Belastungen erhöht, was eine wichtige theoretische und praktische Grundlage für die Verbesserung und Züchtung von Gartenbaupflanzen bietet.
Insbesondere die Erforschung des ausgewogenen Koordinationsnetzwerks zwischen TOR und SnRK1 wird dazu beitragen, in Zukunft die Größe und Qualität von Gartenfrüchten auf molekularer Ebene zu regulieren und die Qualitätsmerkmale von Gartenfrüchten wie Textur, Farbe und Geschmack zu verbessern und zu fördern die Entwicklung der Pflanzenwissenschaft.
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Guangshuo Li et al., Die entscheidenden Rollen von drei zuckerbezogenen Proteinen (HXK, SnRK1, TOR) bei der Regulierung des Pflanzenwachstums und der Stressreaktionen, Gartenbauforschung (2024). DOI: 10.1093/hr/uhae099