Asaph Aharoni Weizmann Forex

Prof. Asaph Aharoni Der Gewinner des neuen Andr-Deloro-Preises entdeckt neue Möglichkeiten in pflanzlichen Werkstoffen Der Gewinner des neuen Andr-Deloro-Preises ist Prof. Asaph Aharoni, dessen Arbeit im pflanzlichen Stoffwechsel beim Studium der chemischen Fingerabdrücke in zellulären Prozessen neue Erkenntnisse einleitet In der Pflanzenbiologie und die Schaffung neuer Möglichkeiten für pflanzliche Materialien. Der Deloro-Preis wird jedes Jahr vom Weizmann-Institut an einen Wissenschaftler verliehen, der in seinem Fachgebiet außergewöhnliche Arbeit leistet. Prof. Aharoni, Institut für Pflanzen - und Umweltwissenschaften, hat eine Reihe von rechen - und experimentellen biologischen Instrumenten der nächsten Generation zur Identifizierung und Charakterisierung von metabolischen Molekülmolekülen entwickelt, die Teil des Netzwerks der Stoffwechselwege in Pflanzen sind. Diese Werkzeuge erhöhen die Menge der nützlichen Daten, die von der Massenspektrometrie abgeleitet werden können, eine Technologie, in der die Trennung und Fragmentierung von gasförmigen Ionen verwendet werden, um eine Substanzen chemische Make-up zu identifizieren. Mit Hilfe dieser neuen Werkzeuge ist es Prof. Aharoni gelungen, eine Bibliothek von Daten zu erfassen, die die molekularen Strukturen verschiedener Metaboliten nach sehr exakten analytischen Kriterien widerspiegelt. Die Suiten überlegene Funktionalität zeigt auch ein detailliertes Bild von dem, was in Pflanzen, von Lipid-Dynamik, die Bewegung von Metaboliten über eine Pflanze im Laufe der Zeit geht. Eine Fähigkeit des Werkzeugs, die Prof. Aharoni Metabolite Spatial Imaging nennt, oder MSI macht es möglich, Metaboliten in intakten Pflanzen zu verfolgen, anstatt die chemische Natur von zerkleinerten Proben zu untersuchen. Eine andere Methode, die von seinem Labor entwickelt wurde, erlaubt ihm, hochreine pflanzliche Organellen zu isolieren und sie auf ihre Metabolitenprofile zu untersuchen, was ein genaueres Modell der Prozesse zeigt, die in Pflanzen auftreten, wenn sie wachsen. Die Ergebnisse von Prof. Aharonis sind so weitreichend wie die Werkzeuge, die er geschaffen hat. Seine jüngsten Veröffentlichungen umfassen neue Daten über die Regulierung der Pflanzenbiosynthese, den Bakteriengehalt des unterirdischen Bodens und sogar eine noch nie da gewesene Art der Biotechnologie zur Erzeugung von L-DOPA, dem führenden Medikament zur Behandlung der Parkinson-Krankheit. Prof. Aharoni ist ein hochrangiges Mitglied der AERI, der Institute Alternative and Sustainable Energy Research Initiative. Der verstorbene Andr Deloro war ein Befürworter von Alternativenergielösungen. Eine der größten Herausforderungen der Gesellschaft ist die Lösung des Energiepuzzles, und ein Teil der Antwort wird es sein, bestimmte Pflanzen als hervorragenden Rohstoff für Biokraftstoffe zu identifizieren, sagt Prof. Aharoni. Unsere technische Infrastruktur, die in Israel einzigartig ist, erlaubt es uns, die pflanzlichen Lipide und Kohlenhydrate zu analysieren, die das Biokraftstoff-Ökostrompotential bestimmen. Mit einer Kombination von analytischer Chemie, molekulargenetischer Strukturen und der Computational Biology erweitern wir die für die Biokraftstoffproduktion zur Verfügung stehenden Biomasse-Kategorien. Was mehr ist, sind wir auf der Suche nach Möglichkeiten zur Optimierung der Produktion von Biokraftstoffen als Quelle für alternative Energie in der Lage fossilen Energieträgern auf dem globalen Markt. Andr Deloro (Bild rechts) wurde 1933 in Kairo geboren und 1950 nach Frankreich ausgewandert. Er studierte an der Ecol Polytechnique und ParisTech und wurde ein Weltklasse-Ingenieur, der große Bau - und öffentliche Bauvorhaben im Nahen Osten betreute, darunter auch in Algerien Und Saudi-Arabien. Zu seinen Lebzeiten gab er zahlreiche Ursachen, darunter auch das Weizmann-Institut, durch die Gründung der Stiftung Adelis (Akronym für Andr Deloro Israel). Das Weizmann-Institut schuf den Andr-Deloro-Preis in seinem Gedächtnis. Bei der Annahme des Preises, sagte Prof. Aharoni, dass er zutiefst dankbar war und seine Bewunderung für Andre Deloros beeindruckende Leistungen und alles, was er für den Nutzen Israels getan hat. Prof. Aharoni wird unterstützt von der Tom - und Sondra-Rykoff-Familienstiftung, der Leona M. und Harry B. Helmsley Charitable Trust, der Familie Plant Science Research der Familie Lerner sowie Yossie und Dana Hollander, Israel. Er ist der Amtsinhaber des Peter J. Cohn Lehrstuhls. Hochauflösende Messungen in der Pflanzenbiologie Einstein schrieb einmal die etwas verwirrenden Worte: lsquoTechnologischer Fortschritt ist wie eine Axt in den Händen eines pathologischen Kriminalrsquo. Vielleicht hatte er einen besonderen Zweig der Wissenschaft im Auge, wenn er diese Ansicht auszudrücken, denn sicherlich in unserem eigenen Bereich ndash die Pflanzenwissenschaften ndash alle Beweise deutet darauf hin, dass wir dank der technologischen Fortschritt in den letzten Jahrzehnten, wir leben in einer der am meisten Spannende und fortschrittliche Epochen erlebt. Die Technologie hat es erlaubt, so viele langjährige Barrieren zu überwinden, und in einem solchen Ausmaß, dass praktisch der einzige Faktor, der notwendig ist, um das Wissen voranzutreiben, die Neugier selbst ist. Die jüngsten Fortschritte bei den verschiedenen Technologien haben es Pflanzenbiologen ermöglicht, ihre bevorzugten experimentellen Systeme auf höchstem Niveau der Messauflösung abzutasten und ungeahnte Grenzen in Kenntnis des Pflanzenwachstums, des Stoffwechsels, der Entwicklung und der Reaktion auf Umweltreize zu erreichen. Diese technologischen Fortschritte haben zur Entstehung neuer Ansätze, zur Annahme und Anpassung von Instrumenten aus anderen Bereichen und zur Integration von zusätzlichen Disziplinen in der Pflanzenforschung geführt. Sie erlauben eine genaue Messung des Zellinhalts und der Aktivität an der gesamten Pflanze, dem Gewebe und dem Organ, der Zellschicht, der Einzelzelle und sogar der Zellenabteilung. In unseren eigenen Disziplinen sind solche Entwicklungen sehr gut kombiniert mit dem Sortiment neuartiger Profilierungs - und Detektionstechniken, die sowohl kodierende als auch nicht-kodierende Nukleinsäuren und deren Modifikationen, Proteine, kleine Moleküle, Organellen und viele weitere biologische Substanzen und Strukturen überwachen. Die Kombination dieser Faktoren führt häufig zu großen wissenschaftlichen Durchbrüchen, die in der Folge die Qualität der Wissenschaft, die wir heute durchführen, beeinflussen und die Wissenschaft von morgen prägen. In diesem Sinne haben wir eine Sonderausgabe zusammengestellt, die die neuesten Technologien und Ansätze für hochauflösende Messungen in Anlagen der Führer auf ihren jeweiligen Gebieten umfasst. Das Leben aller lebenden multizellulären Organismen hängt von komplexen Wechselwirkungen zwischen regulatorischen Netzwerken ab, die auf dem Zusammenspiel von Genen, Genprodukten, Hormonwege, Metaboliten und Signalwegen beruhen. Die heutige Technologie hat die Qualität und Auflösung von lsquoomicsrsquo-Analysen dramatisch verändert, die nun von der Ebene der gesamten Pflanze und des ganzen Organs an die der Einzelzellprofilierung angepasst werden. Rogers et al. (2012) adressieren, wie die Integration von Fortschritten in Einzelzell-Isolation ndash von komplexen Organen und technologischen Fortschritt ndash zu produzieren Zelltyp-spezifische Metabolit und Transkriptom-Profile ermöglicht, Phänotypisierung auf zellulärer Ebene zu entwickeln, was zur Zuordnung der funktionalen Annotation Auf Gene mit bisher unbekannter Funktion sowie auf Verfeinerungen auf vorhandene Gennetze. Neben der kritischen Darstellung der am weitesten fortgeschrittenen Methoden zur Isolierung einzelner Zellpopulationen für die Transkriptions-Profilierung diskutieren die Autoren auch die Auswirkungen, die ganze Organ-Transkriptions-Profile auf funktionale Vergleiche über die Arten hatten und wie Pflanzen auf Stress reagieren können. Sie zeigen aber auch, wie die Transkriptanalyse auf zellulärer Ebene bei der Aufklärung vieler Gennetze, die aufgrund der eingeschränkten Expression auf der Organebene maskiert wurden, wichtige Schritte ermöglicht hat und wie dieser Ansatz nicht nur die funktionale Annotation von Genen mit unbekannter Funktion unterstützt, Sondern auch die Verfeinerung bestehender Gennetze, vor allem unter Stressbedingungen. Diese Arbeit erweitert die jüngsten Ansätze, um Einzelzell-Transkriptom-Profiling-Daten, die punkt Zell-Typ-spezifische metabolische Profile zu erhalten und zu vermeiden fehlende wichtige Informationen aus intakten Organmetabolomics. Schmidt et al. (2012) berichten, wie hochauflösende RNA-Profilierung auf die Untersuchung von männlichen und weiblichen Keimbahnlinien in den Blüten-Fortpflanzungsorganen angewendet werden könnte. Dies ist in der Tat eine Herausforderung, wenn man bedenkt, dass Zielzellen, die die Keimbahnlinien bilden, insbesondere die weiblichen, typischerweise von sporophytischen Geweben umgeben sind, die sie unzugänglich machen. Fortschritte in der Isolierung der relevanten Zellen ndash weitgehend durch Laser-unterstützte Mikrodissektion, Mikromanipulation und FACS in Kombination mit Array-und RNA-seq-Methoden (die letzteren übertreffen die ehemaligen) ndash haben Einblicke in die Transkriptions-Mechanismen, die die Spezifikation und Entwicklung der Anlage Keimbahn. Diese Informationen ergänzen die gut charakterisierten zytologischen Veränderungen, die an diesen Prozessen beteiligt sind, und wirft neue Fragen bezüglich der evolutionären Mechanismen auf, die dem Keimbahnschicksal zugrunde liegen. Diese Konzepte auf der spezifischen zelltypischen Ebene werden weiter im Hinblick auf die Einzelzell - und subzellulären Metaboliten-Profilierungsansätze, die von Oikawa und Saito (2012) und Kueger et al. (2012). beziehungsweise. Beide Sätze von Autoren weisen darauf hin, dass die Messung von Metaboliten müssen berücksichtigen ihre große Variabilität in der Konzentration und chemischen Eigenschaften der Metaboliten, die die Komplexität der Analysen erhöht, vor allem für unbekannte Verbindungen. In diesem Zusammenhang stellen die Autoren eine kritische Analyse des Standes der Technik in Massenspektrometrie und Nicht-Massenspektrometrie Instrumentierung, die dazu beitragen, mehrere der Hürden in metabolomischen Studien an der Einzel-und subzelluläre zu überwinden Entschließungen. Eine Hauptschwierigkeit in dieser Hinsicht ist die Isolierung einzelner Zellen und spezifischer Zellkompartimente vor den nachgeschalteten Assays, die die Qualität der in diesen Experimenten erhaltenen Daten beeinflussen könnten. Plant Genomics hat von der Entwicklung der nächsten Generation Sequenzierungstechnologien profitiert, während Metabolomics seine aktuelle hohe Auflösung erreicht hat dank fortschrittlicher Software und eine größere Sensitivität und Genauigkeit in Bezug auf die analytische Instrumentierung. Während wir viel über die Genomik und Metabolomie von Pflanzengeweben und - zellen lernen, können wir nun auch Pflanzen für spezifische Klassen von Chemikalien (z. B. Lipide) auf höchstem Niveau abfragen. Was die Einzelzelltypanalyse betrifft, so beschreibt die Studie von Tissier (2012) die Arbeit mit Drüsen-Trichomen und untersucht, wie diese Strukturen zur Untersuchung der Zelldiversität eingesetzt wurden, sowie spezialisierte Stoffwechselwege und Pflanzeninteraktionen mit der äußeren Umgebung. Der Autor berichtet über die Anwendung von Technologien, die weitgehend für ganze Gewebe verwendet werden, um spezifisch die Entwicklung dieser Strukturen auf genomischer und metabolischer Ebene zu untersuchen. Horn und Chapman (2012) berichten über die jüngsten Fortschritte in der Lipidomik, die mit verwandten Entwicklungen in der Massenspektrometrie (MS) verknüpft sind, die die gleichzeitige Identifizierung und Quantifizierung von Lipidspezies aus komplexen Strukturen bei der Gewebe -, Zell - und Organellenauflösung ermöglichen Erforschung der funktionellen und strukturellen Rolle von Lipiden in Pflanzen. Dank solcher Fortschritte ndash plus die Breite der Techniken, die für Forscher zunehmend verfügbar sind, um die Lipidzusammensetzung des Extraktes zu sezieren, sowie die Möglichkeit, Lipide in einem subzellulären Kontext ndash sichtbar zu machen, ist es offensichtlich, dass neue und aufregende Schirme entworfen werden können, um zu identifizieren und zu charakterisieren Mutanten von Lipidfunktionen und Signalgebung. Besonders in dieser Hinsicht sind solche Ansätze in der Makro-Skala, wie lsquoshotgun lipidomicsrsquo (beschrieben in der Überprüfung), die die fast simultane Analyse, direkt aus Auszügen, von Hunderten von Lipiden ermöglichen. In der Nano-Skala scheint lsquodirect organelle MSrsquo (DOMS) ein aufstrebender und leistungsfähiger Ansatz für Profillipide auf organeller Ebene zu sein, indem Lipide von Organellen isoliert oder intakte Zellen innerhalb einer Kapillarspitze, gefolgt von deren Identifizierung und Quantifizierung, extrahiert werden Mit Direkt-Infusion Nanospray MS. Jüngste Entwicklungen in MS-basierten Technologien liefern neue räumliche Informationen über die Akkumulation von Metaboliten. Lee et al. (2012) beschreiben MS Imaging (MSI) Experimente, die Gewebeaufbereitung, Matrixanwendung in Matrix Assisted Laser Desorption Ionization (MALDI) Assays, MSI Datenerfassung und schließlich Datenanalyse und Metabolit Image Assembly umfassen. MSI-Daten werden durch Desorbieren von Analytmolekülen aus dem Gewebe (einschließlich Tiefenprofilierung) und Ionisierung erhalten, um geladene Ionen zu erzeugen. Nach der Ionisierung, die beispielsweise durch MALDI, Desorptionselektrospray-Inonisierung (DESI) oder Sekundärionen-MS (SIMS) durchgeführt wird, werden die Ionen in den Massenanalysator eingeführt. Anschließend werden chemische Bilder durch Kompilieren von Spektren von interessierenden Ionen hergestellt, derzeit meist bis zum Einzelzell-Auflösungsniveau, da die Erhöhung der räumlichen Auflösung die Empfindlichkeit chemischer Analysen reduziert, obwohl derzeit eine Auflösung von wenigen Mum erreichbar ist. Die Autoren überprüfen neuere Anwendungen von MSI-Technologien in Pflanzen, wie zum Beispiel in Oberflächen-Lipiden und sekundären Metaboliten. Die Überwindung großer Nachteile in MSI-Methoden, einschließlich der zeitlichen Auflösung, große Akquisition Zeiten, Sensitivität und chemische Identifizierung Fragen, wird zweifellos machen diese Technologien von großem Wert in der nahen Zukunft. MSI ist weitgehend komplementär zu Methoden der optischen Bildgebung. Es ist faszinierend zu bezeugen, wie technologische Fortschritte in der optischen Bildgebung von zellulären Strukturen die Sezierung der Aktivitäten der subzellulären Kompartimente auf Ebenen erleichtern, die vor etwa einem Jahrzehnt noch nicht vorstellbar waren. Sparkes und Brandizzi (2012) berichten, wie Pflanzenwissenschaftler fluoreszierende Proteintechnologie eingesetzt haben, um die subzelluläre Dynamik von pflanzlichen Zellorganellen räumlich und zeitlich aufzulösen und die Verteilung der Fluoreszenzmarker zu manipulieren, um die für die inneren Aktivitäten der Pflanzenzellen verantwortlichen Gene zu identifizieren Durch Kopplung der Lichtmikroskopie mit Genetik und Genomik. Die Autoren berichten auch über innovative Ansätze auf der Grundlage von Laser-Trap-Mikroskopie zu manipulieren die Position von Organellen und Sonde grundlegende und spannende Fragen über inter-organelle Beziehungen in lebenden Zellen. Darüber hinaus wurden die Bewertungen von Choi et al. (2012) und Okumoto (2012) berichten über clevere Anpassungen von Fluorochrom-Eigenschaften, um die Zusammensetzung und die Aktivität von subzellulären Kompartimenten abzufragen, so dass es nun möglich ist, zellsensitive Moleküle wie Ca 2 und H 2 O 2 mit spezifischen Sonden zu überwachen In Live-Zellen in Echtzeit mit Standard-Mikroskopie Instrumentierung. Die Autoren dieser Untersuchungen präsentieren eine umfangreiche Berichterstattung über die für die Pflanzenforscher zur Verfügung stehenden Sensoren und analysieren kritisch ihre Eignung zur Bewältigung der Herausforderungen, die die Pflanzenzell-Bildgebung bietet. Gleichzeitig liefern sie einen kritischen Überblick über die Kontrollen, die bei diesen Analysen erforderlich sind. In den letzten zehn Jahren wurden eine Reihe neuer genetisch kodierter Fluorochrome für die Messung von Signalmolekülen von früheren Versionen verbessert. Zum Beispiel kann in den Pflanzen ein neuerer Ca 2 - Indikator YC3.6 verwendet werden, in dem das YFP von YC2.1 durch eine zirkulär permutierte Version dieses fluoreszierenden Proteins ersetzt wurde, jetzt verwendet werden, um die FRET-Bereichsgrenzen von YC2.1 zu reduzieren . Darüber hinaus bringen uns die Autoren nicht nur die Anwendungen von Sensoren, die aus dem grün fluoreszierenden Protein gewonnen wurden, zur Messung von Redoxpegeln, sondern auch die Implementierung von genetisch codierten Sensoren, die von ungewöhnlichen Quellen abgeleitet sind. Dies ist das Beispiel von lsquoHyperrsquo, einem H 2 O 2 - Sensor, der auf der regulatorischen Domäne eines E. coli-Transkriptionsfaktors OxyR (OxyR-RD) basiert, der natürlich vom Bakterium zur Überwachung der H 2 O 2 - Spiegel verwendet wird. Der Fortschritt bei der Verwendung von genetisch kodierten Sonden in der Pflanzenbiologie war anfangs langsam im Vergleich zu anderen Bereichen, hat sich jedoch in den letzten Jahren verändert und mehr als 70 verschiedene Liganden sind ab sofort verfügbar (ab 2011). Borisjuk et al. (2012) zeigen insbesondere die Anwendbarkeit der Magnetresonanztomographie (MRI), eine in der Tierdiagnostik häufig eingesetzte Technik für die nicht invasive Analyse mehrerer Aspekte der Pflanzenphysiologie und - entwicklung, der Wechselwirkungen zwischen Pflanzen und Umwelt, der Biodiversität, der Genfunktion und dem Stoffwechsel . In diesem interessanten Bericht wird beschrieben, wie MRT aufgrund von gewebebedingten technischen Schwierigkeiten keinen unmittelbaren Erfolg in der Pflanzenanalyse fand. Dies scheint jedoch aufgrund der jüngsten Entwicklungen in der Hardware, der Realisierung von extrem hohen Magnetfeldern und der Entwicklung neuer bildgebender Verfahren weitgehend überwunden zu sein, was darauf hindeutet, dass die technologischen Fortschritte weiterhin dazu beitragen können, Felder zusammenzubringen und die Bildauflösung zu erhöhen Auf mehreren Ebenen. MRT-Technologie wurde auch in Anlagen angewandt, um ndash in einer nicht-invasiven Weise ndash der Fluss von gelösten Stoffen in den Gefäßgeweben zu messen. Knoblauch und Oparka (2012) beschreiben, wie eine Reihe von Bio-Imaging-Tools unsere Fähigkeiten erweitert haben, um Langzeit-Assimilate im Phloem-Siebrohr-System zu untersuchen. Hochauflösende und präzise strukturelle Daten sind entscheidend für das Verständnis der treibenden Kräfte hinter der Translokation im Phloem, ein wichtiges Thema im Bereich der vaskulären Biologie, das seit vielen Jahren nicht vollständig verstanden wird. Es scheint wahrscheinlich, dass, während die Visualisierungstechnologien derzeit auf immobilisierte Proben beschränkt sind, sie bald eine dynamische Live-Siebelement-Abbildung bei Auflösungen von weniger als 20 nm erlauben. Die Integration mehrerer Disziplinen, einschließlich hochauflösender Mikroskopie, Genetik, Genomik und Physik, führt zu einem besseren Verständnis der Entwicklung und Funktionsweise von anlagenspezifischen Komponenten und Strukturen. Zum Beispiel haben Nevo et al. (2012) zeigen, wie ein derartiger Ansatz zum Verständnis der dynamischen makroskopischen Organisation der photosynthetischen Apparate von Pflanzen in Reaktion auf die Lichtumgebung und die chromatische Anpassung geführt hat. Englisch: www. tab. fzk. de/en/projekt/zusammenf...ng/ab113.htm Neben anderen wichtigen Ansätzen fasst die Übersicht spannende Erkenntnisse zur Untersuchung der Organisation der Thylakoidmembranen aus der Elektronentomographie zusammen, die ndash zu einer Auflösung von mehreren Nanometern ndash die in silico 3D - Rekonstruktion der subzellulären Strukturen aus einer Reihe von Projektionsbildern erlaubt Achse senkrecht zum Elektronenstrahl. Die Arbeit analysiert kritisch, was bisweilen kontroverse Ergebnisse in der Geschichte der Untersuchung der Thylakoidmembranen waren, und zwar nicht nur im Lichte der technischen Herausforderungen, die durch spezifische Pflanzengewebe angeboten werden, sondern auch die Umsetzung von photosynthetischen Mutanten und alternativen aber leistungsfähigen (ZB Atomkraftmikroskopie, verwendet, um die Organisation, Zusammensetzung und Architektur der Thylakoidmembranen zu studieren). Schließlich profitieren alle großen Fortschritte bei hochauflösenden Messungen von heutigen sehr hohen Standards und Kompetenzgrad in der Genomsequenzierung. Hamilton und Buell (2012) fassen dies zusammen, indem sie die neuesten verfügbaren Technologien beschreiben, die mittlerweile so weit fortgeschritten sind, dass die Genomsequenzierung in den meisten Instituten und Universitäten möglich ist, für deren Forschungsprogramme diese Einrichtungen benötigt werden Zu einzelnen Labors in der nahen Zukunft. Diese weitverbreitete Fähigkeit, auf die Genome und Genotypen von mehreren Pflanzenarten zuzugreifen, beschleunigt zweifellos das Tempo der Pflanzenbiologieforschung in ihren verschiedenen Disziplinen. Nichtsdestoweniger beschreiben die Autoren auch die großen Herausforderungen, mit denen wir in den kommenden Jahren auf dem Gebiet der genomischen Datenhandhabung und des Bergbaus infolge der zunehmenden Produktion von Genomsequenzierungen konfrontiert sind. Das Array von Ansätzen für hochauflösende Messungen in Anlagen, die in dieser Sonderausgabe von The Plant Journal beschrieben wurden, wurde aufgrund der großen technologischen Fortschritte ermöglicht. Die Verwendung solcher Werkzeuge beinhaltet eine Kombination von Methoden, die aus mehreren Disziplinen, wie Chemie und Physik, und ihren Unterdisziplinen (z. B. Massenspektrometrie, Optik, Elektronik und Nanotechnologie) stammen. Da eine große Anzahl dieser neuen Ansätze unterschiedliche Arten von Fachwissen in einem einzigen Labor oder Institut erfordern, wird erwartet, dass sie nicht für die gesamte Forschungsgemeinschaft zur Verfügung stehen. Trotzdem hoffen wir, dass diese Sonderausgabe dazu beitragen wird, das Bewusstsein unserer Leser für solche hochmodernen Technologien zu schärfen und deren Einsatz beim Studium der Pflanzenbiologie zu fördern. Ergänzende Artikelinformationen DOI 2016 Amerikanische Gesellschaft der Pflanzenbiologen. Alle Rechte vorbehalten. Ein metabolischer Gencluster im Weizen W1 und der Gerste Cer-cqu Loci bestimmt - Diketon-Biosynthese und - Glaukösheit Shelly Hen-Avivi (shellyha weizmann. ac. il). Orna Savin (ornasavi mail. tau. ac. il). Radu Racovita (rcracovita yahoo). Wing-Schein Lee (wing-sham. lee rothamsted. ac. uk). Nikolai Adamki (Nikolai. Adamski jic. ac. uk). Sergey Malitsky (sergey. malitsky weizmann. ac. il). Efrat Almekias-Siegl (efrat. weithorn gmail). Matan Levy (matanlevy86 gmail). Sonia Vautrin (Sonia. Vautrin toulouse. inra. fr). Hlne Bergs (Helene. Berges toulouse. inra. fr). Gilgi Friedlander (gilgi. friedlander weizmann. ac. il). Elena Kartvelishvily (elena. kartvelishvily weizmann. ac. il). Gil Ben-Zvi (bzgil nrgene). Noam Alkan (noamal volcani. agri. gov. il). Cristobal Uauy (cristobal. uauy jic. ac. uk). Kostya Kanyuka (kostya. kanyuka rothamsted. ac. uk). Reinhard Jetter (jetter mail. ubc. ca). Assaf Distel (adistel tauex. tau. ac. il) und Asaph Aharoni (asaph. aharoni weizmann. ac. il) Weizmann Institute of Science City: Rechovot STAAT: HaMerkaz POSTAL: 7.610.001 Israel IL Tel Aviv University STADT: Tel Aviv Israel IL University of British Columbia STADT: Vancouver, Kanada CA Rothamsted Research STADT: Harpenden Vereinigtes Königreich GB John Innes Centre STADT: Norwich Vereinigtes Königreich GB Weizmann-Institut Hbanim 21/14 STADT: Rehovot Israel IL Weizmann Institute of science STADT: Rehovot Israel IL Weizmann-Institut STADT: Rehovot Israel IL Centre National de Ressources Gnomiques Vgtales - INRA STADT: Castanet Tolosan Frankreich FR Centre National de Ressources Gnomiques Vgtales - INRA STADT: Castanet Tolosan Frankreich FR Weizmann Institute of science City: Rehovot Israel IL Weizmann Institute of science City: Rechovot Israel IL NRGene STADT: Ness Ziona Israel IL Das Volcani Zentrum STADT: Wette Dagan Israel IL John Innes Zentrum STADT. Norwich POSTALCODE. Vereinigtes Königreich GB Rothamsted Research STADT: Harpenden POSTAL: AL5 2JQ Vereinigtes Königreich GB The University of British Columbia STADT: Vancouver, Kanada CA Tel Aviv University STADT: Tel Aviv Israel IL Das Weizmann Institute of Science STADT: Rehovot 76100 POSTAL. Israel IL Entsprechende Autor E-Mail: asaph. aharoni weizmann. ac. il Zusammenfassung Der glaucous Aussehen von Weizen und Gerste Pflanzen, das heißt das Licht bläulich-graue Optik Fahnenblatt, Stengel, und Spike-Oberflächen, die Ergebnisse aus der Ablagerung von kutikulären - Diketon Wachs Auf ihren Oberflächen ist dieser Phänotyp mit hoher Ausbeute, insbesondere unter Trockenheit, verbunden. Trotz umfangreicher genetischer und biochemischer Charakterisierung bleibt die molekulargenetische Grundlage der Biosynthese von Diketonen unklar. Hier entdeckten wir, dass der Weizen-W1-Locus eine metabolische Gencluster-vermittelnde Diketon-Biosynthese enthält. Der Cluster umfasst Gene, die Proteine ​​kodieren von mehreren Familien mit Typ-III-Polyketid-Synthasen, Hydrolasen und Cytochrom P450-Enzyme zu bekannten Fettsäure-Hydroxylasen bezogen. Die Clusterregion wurde in genetischen und physikalischen Karten von glaukösem und glänzendem tetraploiden Weizen identifiziert, was in diesen Beitritten völlig unterschiedliche Haplotypen zeigt. Zusätzliche Beweise, die durch Gen-Silencing in Planta und heterologen Expression in Bakterien erhalten unterstützt ein Modell für einen Diketon-Biosynthese-Weg mit Mitgliedern dieser drei Protein-Familien. Mutationen in homologen Genen wurden in den Gersten-Eceriferum-Mutanten identifiziert, die in der Diketon-Biosynthese defekt sind, was ein Gencluster auch in der Diketon-Biosynthese-Cer-cqu-Stelle in Gerste demonstriert. Daher eröffnen unsere Erkenntnisse neue Möglichkeiten zur Züchtung großer Getreidepflanzen für Oberflächeneigenschaften, die die Ausbeute und die Stressreaktion beeinflussen. Empfangen 10. März 2016. Akzeptiert 25. Mai 2016.