Funktion, Transport und Regulation von Aminosäuren: Was fehlt im Reis?

Aminosäuren sind essentielle Pflanzenstoffe, die als Bausteine von Proteinen, den vorherrschenden Formen der Stickstoff (N) -Verteilung und Signalmolekülen dienen. Pflanzliche Aminosäuren stammen aus dem Wurzelerwerb, der Nitratreduktion und der Ammoniumassimilation. Viele Aminosäuretransporter (AATs), die Transferprozesse von Aminosäuren vermitteln, wurden in Arabidopsis funktionell charakterisiert, während die Funktion und Regulation der überwiegenden Mehrheit der AATs in Reis (Oryza sativa L.) und anderen Kulturen unbekannt sind. In dieser Übersicht fassen wir das aktuelle Verständnis von Aminosäuren in der Rhizosphäre und im Stoffwechsel zusammen. Wir beschreiben ihre Funktion als Signalmoleküle und bei der Regulierung der Pflanzenarchitektur, Blütezeit und Abwehr gegen abiotischen Stress und Pathogenbefall. AATs funktionieren nicht nur bei der Wurzelakquisition und Translokation von Aminosäuren von der Quelle zu den sinkenden Organen, regulieren die N-Aufnahme und nutzen die Effizienz, sondern auch als Transporter von Nicht-Aminosäuresubstraten oder als Aminosäuresensoren. Mehrere AAT-Gene zeigen natürliche Variationen in ihren Promotor- und kodierenden Regionen, die mit einer veränderten Aufnahmerate von Aminosäuren, Korn-N-Gehalt und Pinnenzahl assoziiert sind. Die Entwicklung eines Aminosäuretransfermodells in Pflanzen wird die Manipulation eines GENs zur Verbesserung der Reisarchitektur, des Getreideertrags und der Qualität sowie der N-Use-Effizienz vorantreiben.

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