Phosphoenolpyruvat-Carboxylase (PEPC) ist ein streng reguliertes Enzym, das die Verteilung von Kohlenhydraten auf Anionen organischer Säuren (Malat, Citrat) steuert, die in großen Mengen von Cluster-(Proteoid-)Wurzeln der Weißen Lupine mit Phosphatmangel ausgeschieden werden.

Repräsentatives Bild von normalen und Cluster-Wurzeln in hydroponisch kultivierten weißen Lupinenpflanzen mit Pi-Mangel.
Repräsentatives Bild von normalen und Cluster-Wurzeln in hydroponisch kultivierten weißen Lupinenpflanzen mit Pi-Mangel. Die Spitzen der sekundären Seitenwurzeln und der unverzweigten proximalen Wurzel bezeichnen die normalen Wurzeln. Die Entwicklungsstadien von CRs werden nach der Anzahl der Tage nach dem Auftreten der Würzelchen bezeichnet: juvenil (1–3 d), reif (4–6 d), alternd (7–9 d) und gealtert (≥10 d). Maßstabsleiste = 35 mm.

Shane et al. einen neuen mechanistischen Zusammenhang zwischen der reversiblen, lichtabhängigen Aktivierung von PEPC durch In-vivo-Phosphorylierung und den Konzentrationen von Saccharose und ihrem Signalmetaboliten Trehalose-6-phosphat in Lupinen-Clusterwurzeln etablieren. Die Phosphorylierung von PEPC korreliert mit erhöhten Raten der Exsudation organischer Anionen aus der Wurzel und der Phosphataufnahme und scheint durch Saccharose moduliert zu werden, die von beleuchteten CO2-fixierenden Blättern in die nicht-photosynthetischen Clusterwurzeln transloziert wird.

Problem der Wurzelbiologie

Dieses Papier ist Teil der Sonderheft Wurzelbiologie.