Ein Forschungsteam des Instituts für Genetik und Entwicklungsbiologie der Chinesischen Akademie der Wissenschaften hat kürzlich den Biosyntheseweg von Glycin, einem wichtigen Isoflavon in Sojabohnen, aufgeklärt und den Mechanismus aufgeklärt, durch den diese Verbindung die Resistenz von Sojabohnen gegen Phytophthora-Blattfleckenkrankheit beeinflusst. Die Ergebnisse wurden in den *Proceedings of the National Academy of Sciences* (PNAS) veröffentlicht.

Sojabohnen sind eine wichtige Nutzpflanze und reich an Isoflavonen, die vielfältige Vorteile für die menschliche Gesundheit und die Pflanzenimmunität bieten. Der genaue Syntheseweg von Glycin-Isoflavonen war jedoch lange Zeit Gegenstand von Diskussionen. Ein Team um Professor Wang Guodong identifizierte mithilfe einer genomweiten Assoziationsanalyse des Metaboloms ein wichtiges Cytochrom-P450-Gen, GmIF6H1.

Die Studie bestätigte, dass GmIF6H1 spezifisch die 6-Hydroxylierung von Daidzein zu Glycin-Aglykon katalysiert. Diese Entdeckung korrigiert frühere Theorien, die sich auf Flavanone konzentrierten, und etabliert einen neuen Syntheseweg für Glycin, bei dem Daidzein als Vorstufe dient. Darüber hinaus entdeckte das Team, dass Variationen an Aminosäureposition 248 dieser Gensequenz die Enzymaktivität signifikant beeinflussen und dass diese Position während der Sojabohnendomestizierung einer Selektion unterliegt, was zu einer reduzierten Glycinakkumulation in Kultursorten führt.

Mechanistische Studien zeigten, dass Isoflavone vom Daidzein-Typ und ihre Derivate synergistisch die Resistenz von Sojabohnen gegen Phytophthora-Befall fördern. Unter normalen Wachstumsbedingungen reichert sich Glycin als präformierte chemische Abwehrsubstanz an; seine Synthese wird bei Pathogenbefall rasch induziert und verstärkt. Experimente zeigten, dass sowohl die Inaktivierung als auch die Überexpression des GmIF6H1-Gens das metabolische Gleichgewicht stören und die Pflanzen anfälliger für Krankheiten machen.

Diese Forschung klärt nicht nur den Ursprung der Glycinbiosynthese und ihre Funktion im Immunsystem auf, sondern liefert auch potenzielle molekulare Zielstrukturen für die Züchtung krankheitsresistenter Sorten. Durch die präzise Regulierung der GmIF6H1-Expression besteht die Hoffnung, Sojabohnensorten mit einer optimierten Isoflavonzusammensetzung und höherer Krankheitsresistenz zu züchten und so eine nachhaltige Pflanzenproduktion zu fördern.

Weitere Informationen: Autoren: Qilin Yang et al., Titel: „Balance between glycine and glycine proteins regulated by isoflavone 6-hydroxylase confers resistance to Phytophthora soybean in soybean“, veröffentlicht in: *Proceedings of the National Academy of Sciences* (2025). Zeitschrifteninformationen: *Proceedings of the National Academy of Sciences*