Modulation of the endosomal pathway for optimized response to drought stress: from model to crop plants

Die aktuelle Klimasituation erfordert die Züchtung von Nutzpflanzen, die sowohl ertragreich als auch widerstandsfähig gegenüber abiotischen und biotischen Stressfaktoren sind; insbesondere gegenüber Trockenstress. Phytohormone, deren Transport und Perzeption üblicherweise die Aktivität Plasmamembran-(PM)-lokalisierter Proteine involviert, regulieren und koordinierten die Reaktionen auf unterschiedlichen Stress. Intrazelluläre Lokalisierung und Quantität von PM-Proteinen wird durch endosomalen Vesikeltrans-port reguliert, wobei die Modifikation von PM-Proteinen mit dem kleinen Protein Ubiquitin als zentrales Element in der Kontrolle dieser Prozesse fungiert. Dieser Review konzentriert sich auf den endosomalen Abbauweg in Pflanzen mit einem besonderen Fokus auf eine Familie von Proteinen, die als TARGET OF MYB1 (TOM1)-LIKE (TOL) Proteine bezeichnet werden und für Sortierung und Abbau von ubiquitinierten Proteinen unerlässlich sind. Trotz funktioneller Redundanzen spielen unterschiedliche TOLs eine Rolle in sehr spezifischen Signalwegen, die für die pflanzliche Stresstoleranz von zentraler Bedeutung sind. Ein tieferes Verständnis der Funktion von TOL-Proteinen bietet daher wichtige Einblicke in Mechanismen die es Pflanzen ermöglichen, Stresstoleranz auf Kosten von Morphogenese und Entwicklung gezielt zu modulieren. Die mit der Modellpflanze Arabidopsis thaliana gewonnenen Erkenntnisse bieten somit eine solide Grundlage für anwendungsorientierte Forschung, die auf die Züchtung von toleranteren Nutzpflanzen abzielt.