Trotz der Tatsache, dass der Großteil der terrestrischen Biomasse von Gräsern produziert wird, haben nur wenige Studien den Prozess der Zellulosebiosynthese in einkeimblättrigen Arten untersucht. Die Familie Poaceae ist die wirtschaftlich wichtigste Pflanzengruppe und umfasst Nutzpflanzen wie Getreide, Futtergräser, Biokraftstoff-Rohstoffe und eine Vielzahl von Unkrautarten. Die meisten Studien zur Zellulosebiosynthese haben sich auf das Modell Eudicot konzentriert Arabidopsis thaliana. Aus diesen Studien ergibt sich nun ein gutes Verständnis der Gene, die an der Zellulosebiosynthese beteiligt sind, und es ist erwähnenswert, dass basierend auf phylogenetischen Studien Zellulosebiosynthesegene über einkeimblättrige und zweikeimblättrige Pflanzen ziemlich konserviert zu sein scheinen. Es gibt jedoch einige wichtige Unterschiede. Insbesondere hat ein Inhibitor der Zellulosesynthese, der bei Eudikotylen wirksam ist, wenig Wirkung bei Gräsern, was darauf hindeutet, dass strukturelle oder funktionelle Unterschiede in der Zellulose-Biosynthesemaschinerie von einkeimblättrigen Arten bestehen können.

Ein Modell von CESA1, das die Position der Mutation S830N (lila) innerhalb der zytoplasmatischen Region zeigt. Bildnachweis: Brabham et al.

In einer kürzlich veröffentlichten Studie in AoBP, Brabham et al. versuchten, funktionelle Einblicke in die Rolle des CELLULOSE-SYNTHASE-CESA1-Gens in den Modellgrasarten zu gewinnen Brachypodium distachyon mit automatisierten S830N Mutanten, die mit TILLING und SCAMPRing hergestellt wurden. Physiologische Studien an ganzen Pflanzen wurden verwendet, um mehr über die Auswirkung einer reduzierten Zellulosebiosynthese in diesen Mutanten zu erfahren. In Übereinstimmung mit einem mit der primären Zellwand verbundenen Phänotyp waren die oberen Stämme von Mutanten mit Zellulosemangel biomechanisch schwächer, aber das untere Stammgewebe zeigte keine signifikante Veränderung der biomechanischen Eigenschaften. Diese Pflanzen hatten auch deutlich höhere Knotenzahlen. Diese Studie liefert grundlegende Informationen über die Natur der Zellulosebiosynthese in Gräsern, und die Autoren schlussfolgern, dass praktische Anwendungen absehbar sein könnten, zum Beispiel die Erhöhung der Stammfestigkeit, um ein Lagern zu verhindern.

Forscher-Highlight

Bildnachweis: The University of Kentucky Magazine

Dr. Seth DeBolt ist bestrebt, unser Wissen über die wichtigsten chemischen Komponenten zu verbessern, die die Qualität alkoholischer Getränke bestimmen. Als Doktorand mit Spezialisierung auf Weinbau verbrachte er seine Zeit zwischen der University of Adelaide und der University of California, Davis. Da beide Institutionen in prominenten Weinanbaugebieten angesiedelt sind, konnte er bahnbrechende Forschungen durchführen und den Weinsäureweg in Weintrauben entdecken.

Dr. DeBolt ist jetzt Direktor des Distillation, Wine and Brewing Undergraduate Certificate Program an der University of Kentucky und arbeitet an einer Vielzahl von Projekten auf dem gesamten Campus und in der Spirituosenindustrie mit Schwerpunkt auf Bourbon-Whiskey-Produktion, Geschmack und Qualität. Er interessiert sich auch für die grundlegenden Mechanismen, durch die Pflanzen Form und Struktur bilden, wobei er sich auf strukturelle Kohlenhydrate konzentriert und wie diese vom Menschen genutzt werden können.

Weitere Informationen über Seth und seine Arbeit finden Sie auf seiner Labor-Website: http://www.uky.edu/Ag/Horticulture/DeBolt%20Lab/Site/Welcome.html