Glutaredoxine wie auch Thioredoxine gehören der großen Proteinfamilie der Redoxine an. Das in dieser Arbeit näher untersuchte Glutaredoxin S17 (GRXS17) besteht aus einer Thioredoxin (Trx)- und bis zu drei Glutaredoxin (Grx)-Homologie-Domänen (HD). Es ist in ähnlicher Zusammensetzung in allen eukaryotischen und in vielen prokaryotischen Organismen unter unterschiedlichen Namen zu finden. Der Aufbau aus einer Trx-HD und drei Grx-HD kommt nur in höheren Pflanzen vor. In dieser Arbeit wurde das GRXS17 aus A. thaliana (AtGRXS17) sowohl durch computerbasierte Promotoranalysen als auch durch in vitro-Protein-Interaktionsstudien mit Transkriptionsfaktoren und Kinasen in Verbindung gebracht, die an Differenzierungsprozessen wie z.B. der Blühinduktion und/ oder an der Blütenbildung beteiligt sind. Mittels Bimolekularer Fluoreszenzkomplementation (BiFC) wurden Interaktionen von AtGRXS17 mit der Kinase At1g50570 und dem CCAAT-Transkriptionsfaktor NF-YC11 (At3g12480) verifiziert, welche zuvor bereits mittels massenspektrometrischer Analysen von pulldown-Versuchen identifiziert worden waren. Die drei Grx-HD des AtGRXS17-Proteins können [2Fe-2S]-Cluster einlagern (Kooperation mit C. Berndt, Karolinska Institut, Schweden). Eine regulative Funktion auf Transkriptebene, wie sie für das zu AtGRXS17 homologe GRX4 aus Saccharomyces cerevisiae (ScGRX4) durch die Interaktion mit dem CCAAT-Transkriptionsfaktor PHP4 in Abhängigkeit vom [2Fe-2S]-Cluster-Status des ScGRX4 stattfindet, ist daher denkbar. T DNA-Insertions-Mutanten im AtGRXS17-Gen generieren unter Langtag-Bedingungen (LT) verschiedene Differenzierungs-Phänotypen, während die Pflanzen unter Kurztag-Bedingungen (KT) in ihrer Entwicklung keine Abweichungen vom WT aufweisen. Der auffälligste dieser LT-Phänotypen zeigt eine verspätete Blühinduktion, die mit einem blütenlosen ersten Spross (PIN-like-Phänotyp) einhergeht. Erhöhte Lichtintensitäten verzögern die Blühinduktion weiter und lösen unterschiedliche stark ausgeprägte Entwicklungsstörungen in allen Blüten aus. Verschiedene, ebenfalls an der Blühinduktion beteiligte Vertreter der NF-Y-Transkriptionsfaktoren bilden mit CONSTANS (CO) einen Transkriptionsfaktor-Komplex zur Initiation der Transkription von FLOWERING LOCUS T (FT), dessen Genprodukt aus dem Blatt über das Phloem in den Vegetationskegel transportiert wird. Dort löst der Transkriptionsfaktor FT mit weiteren Transkriptionsfaktoren die Blühinduktion aus. Die Interaktion von AtGRXS17 mit dem NF YC11 und die Funktionsweise dieser Transkriptionsfaktor-Familie legen nahe, dass AtGRXS17 an regulativen Prozessen der Transkription von FT und somit an der Blühinduktion beteiligt ist. In 35S::AtGRXS17-Komplementations-Linien sind alle beobachteten Phänotypen der AtGRXS17-KO-Pflanzen behoben. Gibberellinsäure-Behandlungen an den KO-Pflanzen schwächen die Phänotypen, die bei Blühinduktion und Blütenbildung auftreten, ab. Vernalisierung unter LT-Bedingungen revertiert den Phänotyp der KO-Mutante vollständig. Da diese Behandlungen, die die Phänotypen des AtGRXS17 revertieren können, Mechanismen betreffen, die der Induktion durch die Photoperiode (LT) nachgeschaltet sind, ist der Wirkort von AtGRXS17 im Blühinduktionsweg durch LT-Bedingungen belegt.

Saccharosetransporter sind Membranproteine, die von der SUT-Genfamilie kodiert werden. In Solanaceen wurden Subfamilien: SUT1, SUT2, und SUT4 identifiziert. Die Funktion von SUT4 wurde bisher nur fragmentarisch geklärt. Mittels real time PCR wurde eine Organ- und Entwicklungs-spezifische SUT4-Expression in Wildtyp Kartoffeln (Solanum tuberosum ssp. tuberosum) der Varietät Désirée gezeigt. Die Expression von SUT4, SUT2 und SUT1 zeigt eine Tagesrhythmik. Mit Hilfe der RNA Interferenz-Technik wurden transgene Pflanzen mit einer reduzierten SUT4-Expression hergestellt. StSUT4-RNAi Kartoffeln zeigten: reduzierte Stängelelongation, frühere Blühinduktion, frühzeitige Knollenbildung, Veränderungen des Kohlenhydratprofils in den Source- und Sink-Organen, sowie in den Phloemexudaten. Eine vermehrte Zuckertranslokation von Source-zu–Sink wurde postuliert. Bestimmte Aspekte des StSUT4-RNAi Phänotyps wurden früher bereits für Pflanzen mit Veränderungen der Gibberellin-Antwort, sowie für Pflanzen mit deregulierter photoperiodischen Signaltransduktion beschrieben. In den StSUT4-RNAi Blättern wurden verringerte Transkriptmengen eines GA-Biosynthese-Enzyms (GA20ox1) und eine erhöhte PhyB-mRNA-Akkumulation festgestellt. Der Versuch der Komplementation des StSUT4-RNAi Phänotyps durch GA3-Behandlung war nicht erfolgreich. Es wurde gezeigt, dass es unter Beschattung zu einer erhöhten SUT4-mRNA-Akkumulation kommt. In den StSUT4-RNAi Pflanzen wurden Veränderungen der Expression photoperiodisch regulierter Gene beobachtet. Eine Rolle des SUT4 als ein Integrator der pflanzlichen Antwort auf Licht, Hormone und Zucker wurde postuliert. / Sucrose transporters are membrane proteins, which are encoded by the SUT gene family. In Solanaceen the SUT1, SUT2, and SUT4 subfamily have been identified. So far, the function of the sucrose transporters belonging to the SUT4 subfamily is only poorly understood. The expression of SUT4 in wild type of potato, Solanum tuberosum ssp. tuberosum var. Désirée analyzed via real time PCR shows to be sink and development specific. The expression of SUT4, SUT2 und SUT1 follow a diurnal rhythm. An RNA interference approach was used for the generation of transgenic plants with reduced SUT4 expression. The transgenic potato plants show a reduced internode elongation, early flowering, early tuberization, changes of the carbohydrate content in source as well as in sink organs of these plants, together with changes in phloem efflux from leaves. Increased translocation rate of soluble sugars was postulated. Particular aspects of the StSUT4-RNAi phenotype were already described for plants with changes in the gibberellin response or changes in the photoperiodic signaling pathway. In the StSUT4-RNAi leaves was observed a reduction of the transcript level of the GA biosynthetic enzyme GA20ox1 and increased accumulation of PhyB transcripts. However, the complementation of the StSUT4-RNAi phenotype by GA3 treatment was not successful. Under shade conditions (or under far red light enrichement), the StSUT4 transcripts accumulated to higher levels. In the StSUT4-RNAi plants were observed changes in the expression of genes involved in the photoperiodic pathway. An integrative function of SUT4 in the coordination of the light signalling, the hormone signalling and the sugar signalling pathways of higher plants was postulated.