Signaling pathways in legume seed development : evidence for a crosstalk between trehalose 6-phosphate and auxin ; [kumulative Dissertation]

Abstract

Samen bestimmen die Fortpflanzungsfähigkeit von Pflanzen und sind für ihre Existenz lebenswichtig. Unabhängig von ihrer biologischen Bedeutung sind Ertrag und Qualität des Saatguts für die moderne Pflanzenzüchtung und die effiziente Lebensmittelproduktion von erheblichem Interesse. Die molekularen Mechanismen, die die Samengröße und die Akkumulation von Speicherverbindungen regulieren, sind jedoch immer noch nicht gut geklärt. Anhand verschiedener Leguminosenmodelle mit großen Samen wird nun gezeigt, dass sowohl die Samenfüllung als auch die Samengröße von der transkriptionellen Aktivierung der Auxinbiosynthese durch den Signalzuckertrehalose-6-phosphat (T6P) abhängen. Die Feststellung, dass T6P stromaufwärts von Auxin wirkt, ist ein herausragendes Beispiel dafür, wie ein metabolisches Signal die hormonelle Kontrolle einer integralen Entwicklungsphase in Pflanzen steuert.

Seeds determine the reproductive capacity of plants and are vital to their existence. Regardless of their biological importance, yield and quality of seeds are of significant interest for modern plant breeding and efficient food production. However, the molecular mechanisms regulating seed size and storage compound accumulation are still not well elucidated. Taking advantage of different large-seeded legume models, it is now shown that both seed filling and seed size are dependent on the transcriptional activation of auxin biosynthesis by the signaling sugar trehalose 6-phosphate (T6P). The finding that T6P acts upstream of auxin provides a salient example of how a metabolic signal governs the hormonal control of an integral developmental phase in plants.