Biosynthese und Emission von terpenoiden flüchtigen Verbindungen aus Arabidopsis-Blüten

Es wird angenommen, dass Arabidopsis hauptsächlich selbstbestäubt ist, obwohl mehrere genetische und morphologische Hinweise darauf hindeuten, dass Insekten-vermittelte Fremdbestäubung in wildlebenden Populationen zumindest mit niedriger Frequenz auftritt. Hier zeigen wir, dass Arabidopsis-Blüten sowohl Monoterpene als auch Sesquiterpene emittieren, die potenzielle olfaktorische Hinweise für bestäubende Insekten darstellen. Von den 32 Terpensynthase-Genen im Arabidopsis-Genom wurden 20 in Blüten als exprimiert gefunden, 6 davon ausschließlich oder fast ausschließlich. Zwei Terpensynthase-Gene, die ausschließlich in den Blüten exprimiert werden, und ein Terpensynthase-Gen, das fast ausschließlich in den Blüten exprimiert wird, wurden charakterisiert und bei denen festgestellt, dass sie Proteine kodieren, die die Bildung von wichtigen floralen Volatilen katalysieren. Ein Beta-Glucuronidase-Fusionskonstrukt mit einem Promotor eines dieser Gene zeigte, dass die Genexpression auf Kelchblätter, Narben, Staubfäden und Blütenboden beschränkt war und einen Höhepunkt erreichte, als die Narbe für Fremdpollen empfänglich war. Die Beobachtung, dass Arabidopsis-Blüten flüchtige Verbindungen synthetisieren und emittieren, wirft faszinierende Fragen zum Fortpflanzungsverhalten von Arabidopsis in der Natur auf und ermöglicht detaillierte Untersuchungen der Biosynthese und Regulierung floraler Volatiler mit diesem Modellpflanzensystem.