Auxinregulation der Cytokininbiosynthese in Arabidopsis thaliana: Ein Faktor von potenzieller Bedeutung für die auxin–cytokinin-regulierte Entwicklung

Eines der am längsten bestehenden Modelle in der Pflanzenwissenschaft ist der Glaube, dass der Ferntransport und das Verhältnis von zwei Pflanzenhormonen, Auxin und Cytokinin, am Wirkungsort major Entwicklungsereignisse wie die apikale Dominanz steuern. Wir haben in vivo Deuteriummarkierung und Massenspektrometrie verwendet, um die Dynamik des homöostatischen Dialogs zwischen den beiden Pflanzenhormonen zu untersuchen. Interessanterweise vermittelt Auxin eine sehr schnelle negative Kontrolle über den Cytokininpool, indem es hauptsächlich die Biosynthese über den isopentenyladenosin-5'-monophosphat-unabhängigen Weg unterdrückt. Im Gegensatz dazu war der Effekt einer Cytokininüberproduktion auf den gesamten Auxinpool in der Pflanze langsamer, was darauf hinweist, dass dies höchstwahrscheinlich durch veränderte Entwicklung vermittelt wird. Darüber hinaus konnten wir bestätigen, dass die lateralen Wurzelmeristeme wahrscheinlich die Hauptstellen der isopentenyladenosin-5'-monophosphat-abhängigen Cytokininsynthese sind und dass das obere Gewebe der Pflanze überraschenderweise auch eine signifikante Quelle für die Cytokininbiosynthese war. Unsere Demonstration der shoot-lokalisierte Synthese, zusammen mit Daten, die zeigen, dass Auxin eine sehr schnelle Regulation der Cytokininbiosynthese auferlegt, veranschaulicht, dass die beiden Hormone auch auf metabolischer Ebene interagieren können, um die Pflanzenentwicklung zu steuern, und dass der Luftanteil der Pflanze die Fähigkeit hat, sein eigenes Cytokinin unabhängig vom Ferntransport vom Wurzelsystem zu synthetisieren.