Extrazelluläre Invertasen in Höheren Pflanzen
Essentielle Funktionen während der Pollenentwicklung und -keimung
von Marc GötzExtrazelluläre Invertasen besitzen durch ihre Funktion eine zentrale Rolle in der Kohlenhydratverteilung in höheren Pflanzen. Durch ihre essentielle Stellung in der Assimilatverteilung über einen apoplastischen Phloementladungsweg beeinflussen Expression und Aktivität der extrazellulären Invertasen entscheidend Wachstum und Entwicklung von Pflanzen. Das Vor-kommen verschiedener Isoformen innerhalb einer Pflanze und die unter-schiedlichen zeitlichen und räumlichen Expressionsmuster dieser Isoformen unterstreichen die Bedeutung extrazellulärer Invertasen für diese Prozesse. Ein direkter Nachweis der Funktionen von extrazellulären Invertasen ist aufgrund ihrer zentralen Stellung für Wachstum und Entwicklung bislang schwierig gewesen. Die meisten erhaltenen Daten sind daher korrelativ.
Marc Götz kloniert den Promotor und das Strukturgen der extrazellulären Invertase Nin88 aus Antheren von Nicotiana tabacum und weist ein spezifisches zeitliches und räumliches Expressionsmuster von Nin88 in den Antheren und Pollen während der Pollenentwicklung nach. Diese eingeschränkte Expression innerhalb der reproduktiven Organe erlaubt eine direkte Untersuchung der Funktion von Nin88 ohne pleiotrope Effekte auf Wachstum und Entwicklung der Pflanze. Der Autor zeigt, dass die Reduktion der Aktivität von Nin88 durch Antisense-Repression und Expression eines Invertase-Inhibitorproteins zu Störungen während der Pollenentwicklung und -keimung führt, die durch mangelnde Kohlenhydratversorgung der Pollen das Entstehen männlich steriler Pflanzen nach sich zieht. Damit stellt die Störung der Kohlenhydratversorgung eine zwar subtile aber hoch effiziente biotechnologische Methode dar, um männliche Sterilität für praktische Anwendungen in der Landwirtschaft und Forschung zu erzeugen.
