Neuer Artikel im the plant journal
Effiziente Zuckerverwertung und Übergang von der oxidativen zur Phosphorylierung auf Substratebene in Wurzeln afrikanischer Maniok-Genotypen mit hoher Stärkespeicherung
Die Speicherwurzeln von Cassava stellen weltweit eine der wichtigsten Quellen für ernährungsphysiologische Kohlenhydrate dar.
Insbesondere Kleinbauern in Afrika südlich der Sahara sind auf diese Kulturpflanze angewiesen, wo widerstandsfähige und ertragssteigernde Sorten von entscheidender Bedeutung sind, um die stetig wachsende Bevölkerung zu ernähren. Unterstützt durch ein wachsendes Verständnis des Stoffwechsels und der Physiologie der Pflanze führten gezielte Verbesserungskonzepte bereits in den letzten Jahren zu sichtbaren Erfolgen.
Um unser Wissen zu erweitern und zu diesen Erfolgen beizutragen, haben wir Speicherwurzeln von acht Maniok-Genotypen mit unterschiedlichem Trockenmassegehalt aus drei aufeinanderfolgenden Feldversuchen auf ihre proteomischen und metabolischen Profile untersucht. Im Großen und Ganzen verlagerte sich der Stoffwechselschwerpunkt in Speicherwurzeln mit zunehmendem Trockenmassegehalt von zellulären Wachstumsprozessen hin zur Kohlenhydrat- und Stickstoffspeicherung. Dies spiegelt sich in einer höheren Häufigkeit von Proteinen wider, die mit der Nukleotidsynthese, dem Proteinumsatz und der vakuolären Energieversorgung in Genotypen mit niedrigem Stärkegehalt zusammenhängen, während Proteine, die an der Zuckerumwandlung und Glykolyse beteiligt sind, in Genotypen mit hohem Trockenmassegehalt häufiger vorkommen.
Diese Verschiebung der metabolischen Ausrichtung wurde durch einen deutlichen Übergang von der oxidativen zur Substrat-Phosphorylierung in Genotypen mit hohem Trockenmassegehalt unterstrichen. Unsere Analysen heben Stoffwechselmuster hervor, die konsistent und quantitativ mit einer hohen Ansammlung von Trockenmasse in Maniok-Speicherwurzeln verbunden sind, und liefern ein grundlegendes Verständnis des Maniok-Stoffwechsels sowie eine Datenquelle für gezielte genetische Verbesserungen.