Zugrundeliegende Mechanismen der kurzfristigen Anpassung der UV-Filterfunktion und der antioxidativen Aktivität durch Flavonoide

• Antragstellerin: Professorin Dr. Susanne Neugart
• Fachliche Zuordnung: Pflanzenbau, Pflanzenernährung, Agrartechnik
• Förderung: Förderung von 2017 bis 2018
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 359552155

Die Produktion von qualitativ hochwertigen, nahrhaften Lebensmitteln, unter Anwendung natürlicher Prozesse des Pflanzenwachstums, ist ein übergeordnetes Ziel einer nachhaltigen Landwirtschaft. In den USA und anderen Industrieländern ist die Qualität der menschlichen Ernährung ein wichtiger Faktor bei der Prävention vieler chronischer Erkrankungen, wie Adipositas und Herzkreislauferkrankungen. Traditionell wurde ultraviolette Strahlung (UV, 290-400 nm) als schädlich für verschiedene Agrarkulturen betrachtet. Neuste Ergebnisse zeigen jedoch, dass natürliche Mengen UV Strahlung im Sonnenlicht eine Reihe von positiven Auswirkungen auf die Leistung und die ernährungsphysiologische Qualität von vielen Agrarkulturen und Gemüse haben. Diese Vorteile scheinen durch einen neuentdeckten UV Photorezeptor vermittelt zu werden, der die Produktion von Flavonoiden-einer Klasse von Pflanzensekundärmetaboliten steuert, die verschiedene gesundheitliche Vorteile haben. Flavonoide dienen der Pflanze in mehreren Funktionen (zum Beispiel als UV-Filter oder Antioxidantien). Die Flavonoidprofile von Pflanzen variieren stark ebenso wie deren Ansprechbarkeit auf UV. Einige, aber nicht alle, Pflanzen sind in der Lage, ihren UV-Sonnenschutz (Flavonoide) innerhalb von Minuten bis Stunden als Reaktion auf natürliche Variation in der UV-Umgebung innerhalb eines Tages (Tagesrhythmus) oder als Folge von wechselnder Wolkendecke anzupassen. Wie Pflanzen diese schnellen Veränderungen im UV-Sonnenschutz erreichen und was die funktionelle Bedeutung dieser Veränderungen für das Wachstum der Pflanze bedeutet, ist weitgehend unbekannt. Dieses Projekt wird die Mechanismen der UV-induzierten schnellen Anpassungen des UV-Sonnenschutzes in mehreren wirtschaftlich wichtigen Pflanzenarten, die in den USA und in Afrika verzehrt werden (Orka, Ackerbohne und Augenbohne) untersuchen. Weiterhin werden Kosten und Nutzen dieser Veränderungen in den Flavonoiden für das Pflanzenwachstum und Photosynthese sondiert. Zum ersten Mal wird die chemische Struktur von komplexen Flavonoidglykosiden in der schnellen Anpassungen der Pflanzen auf UVB betrachtet. Die Erkenntnisse dieses Projekts werden unser grundlegendes Verständnis für die Rolle von UV bei der Regulierung der Flavonoide und des Pflanzenwachstums maximieren. Ziel ist es die Entwicklung von Kulturpflanzen und Anbaustrategien zu verbessern, die die natürlichen positiven Wirkungen von UV nutzen um Nahrung mit höherer Qualität zu produzieren.

• DFG-Verfahren: Forschungsstipendien
• Internationaler Bezug: USA
• Gastgeber: Professor Dr. Paul Barnes