Pflanzen sind verschiedenen Umweltbelastungen ausgesetzt, darunter biotischen Stressfaktoren wie Krankheitserregern und abiotischen Stressfaktoren wie extremen Temperaturen. Unter den biotischen Stressfaktoren stellt Pseudomonas syringae eine erhebliche Bedrohung für die Pflanzengesundheit weltweit dar.
Terpenoide, darunter Linalool und Caryophyllen, spielen eine entscheidende Rolle bei den Abwehrmechanismen der Pflanzen gegen solche Stressfaktoren. Die transkriptionelle Regulierung dieser Verbindungen ist jedoch noch wenig verstanden. Aufgrund dieser Herausforderungen besteht die Notwendigkeit, die Regulationsmechanismen, die der Terpenoidbiosynthese zugrunde liegen, eingehend zu erforschen.
Forscher des Staatlichen Schlüssellabors für Pflanzenvielfalt und Spezialkulturen der Chinesischen Akademie der Wissenschaften haben veröffentlichte eine Studie in Gartenbauforschung.
Die Studie zeigt, dass der Transkriptionsfaktor LaMYC7 in Lavendel die Biosynthese von Linalool und Caryophyllen deutlich steigert, was die Widerstandsfähigkeit der Pflanze gegen Pseudomonas syringae erhöht. Diese Entdeckung wirft nicht nur Licht auf die transkriptionelle Regulierung der Terpenoidbiosynthese, sondern deutet auch auf mögliche Anwendungen bei der Entwicklung krankheitsresistenter Lavendelsorten hin.
Die Studie verwendete RNA-Sequenzierung, transgene Technologie und Enzymtests, um die Rolle von LaMYC7 in Lavendel zu untersuchen. Sie fanden heraus, dass LaMYC7 in glandulären Trichomen stark exprimiert wird und auf Belastungen wie UV-Licht, niedrige Temperaturen, Salz, Dürre, Methyljasmonat und Infektionen mit Pseudomonas syringae reagiert.
Die Überexpression von LaMYC7 in Nicotiana erhöhte den Linalool- und Caryophyllengehalt und verbesserte die Terpenoidbiosynthese. LaMYC7 bindet direkt an den LaTPS76-Promotor und steigert die Caryophyllenproduktion. Darüber hinaus zeigte Linalool eine starke antimikrobielle Wirkung gegen Pseudomonas syringae. Diese Ergebnisse legen nahe, dass LaMYC7 für die Pflanzenabwehr von entscheidender Bedeutung ist, da es die Terpenoidbiosynthese reguliert und die Krankheitsresistenz erhöht.
Dr. Lei Shi, der korrespondierende Autor der Studie, erklärte: „Unsere Erkenntnisse liefern wertvolle Einblicke in die transkriptionelle Regulierung der Terpenoidbiosynthese in Lavendel.
„Die Identifizierung von LaMYC7 als Schlüsselregulator eröffnet neue Möglichkeiten für die Züchtung von Lavendelsorten mit erhöhter Krankheitsresistenz und höherem Ertrag an ätherischen Ölen. Diese Forschung unterstreicht die Bedeutung des Verständnisses der Abwehrmechanismen der Pflanzen auf molekularer Ebene für die Entwicklung nachhaltiger landwirtschaftlicher Praktiken.“
Die Auswirkungen dieser Forschung sind weitreichend und bieten potenzielle Anwendungen in der Landwirtschaft und der Duftstoffindustrie. Durch Manipulation des LaMYC7-Gens können Züchter Lavendelsorten mit erhöhten Erträgen an wertvollen ätherischen Ölen und verbesserter Krankheitsresistenz entwickeln, was zu einer nachhaltigen Pflanzenproduktion beiträgt und neue Möglichkeiten für die Verwendung von Lavendel in verschiedenen kommerziellen Produkten eröffnet.
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Yanmei Dong et al., LaMYC7, ein positiver Regulator der Linalool- und Caryophyllen-Biosynthese, verleiht Pflanzen Resistenz gegen Pseudomonas syringae, Gartenbauforschung (2024). DOI: 10.1093/hr/uhae044