THE GENETICS OF FLAVONOID FORMATION¹

Zusammenfassung

Es wird ein Überblick über die genetischen Grundlagen der Flavonoidsynthese in Pflanzen gegeben. Folgende Gesichtspunkte werden dabei behandelt:

1. Die Struktur des heterocyclischen Molekül teils, die festlegt, zu welcher Flavonoidgruppe (Anthocyanidin, Flavonol, Flavon, usw.) die Verbindung gehört. – Gene, die die Bildung der Anthocyanidinstructur kontrollieren, sind bei vielen Pflanzenarten bekannt; oft bestimmen sie gleichzeitig die Synthese der Flavonolstruktur. Genpaare, die für die Biosynthese anderer Strukturen verantwortlich sind, wurden weniger oft gefunden: in Antirrhinum majus wurde ein Gen für die Flavon– und Flavanon–Bildung und in Phaseolus vulgaris ein solches für die Leuko–anthocyanidin–synthese entdeckt.

2. Die Zahl und Natur der Substituenten im B–Ring (2–Phenyl–Ring). – In mehreren Fällen ist festgestellt worden, daß Gene die Einführung von einer oder zwei Hydroxylgruppen im B–Ring von mehr als einer Flavonoidart bestimmen, und es wird daher vermutet, daß diese Gene in einer frühen Stufe der Biosynthese eine Modifizierung einer für die Pigmente gemeinsamen Vorstufe bewirken. Die Zahl der Hydroxylgruppen ist von Einfluß auf das Wirksamwerden einiger der unter 1. erwähnten Gene und ist weiterhin für die Bildung von Metallkomplexen von Anthocyanen von Wichtigkeit.Gene, die die Methylierung der Hydroxylgruppen steuern, sind vermutlich in einem späteren Stadium der Biosynthese wirksam, da sie nur die Anthocyanidin–Struktur beeinflussen.

3. Die Glykosidstruktur. – Gene, die die Glykosidbildung bestimmen, sind in verschiedenen Pflanzenarten festgestellt worden. Eine monogene Differenz zwischen der Anwesenheit des freien Flavonols (Aglykon) und der seines Glykosids wurde bei Callistephus sinensis gefunden. Im übrigen sind nur Gene bekannt, die für die Einführung weiterer Zuckerreste in Anthocyane (Anthocyanidinglykoside) verantwortlich sind.

4. Die Acylierung. – Die Einführung organischer Säuren vom Zimtsäuretyp in das Pigmentmolekül unter der Kontrolle von Genen ist in einigen Pflanzenarten gefunden worden. Die Acylierung ist manchmal von der Einführung eines oder mehrerer Zuckermoleküle begleitet; sie wurde nur bei Anthocyanen gefunden.