Metabolic shifts in provitamin A-rich cassava roots

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Researchers from the Chair of Biochemistry, together with partners from the CASS research network, investigated the question of why provitamin A-rich cassava roots („yellow cassava“) have a reduced starch content. The results have now been published in The Plant Journal (Gutschker et al., 2024). It has been known for some time that storage roots, which are rich in provitamin A, often store lower amounts of starch than their white (provitamin A-poor) relatives. Until recently, the reasons for this were obscure. Using a comparative transcriptome and metabolome study, Gutschker et al. have now been able to identify a possible reason for this. They examined 49 African cassava varieties and were able to show that provitamin A accumulation causes a shift in metabolism towards cell wall synthesis. As a result, metabolites are removed from starch synthesis, which leads to reduced starch production. These surprising findings can now be used to breed cassava varieties that are rich in provitamin A and starch.

Metabolische Verschiebungen in Provitamin A reichen Maniokwurzeln

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Der Frage, warum Provitamin A-reiche Maniokwurzeln („yellow cassava“) Einbußen im Stärkegehalt haben, gingen Forschende des Lehrstuhls Biochemie zusammen mit Partnern des CASS-Forschungsverbunds nach. Die Ergebnisse wurden jetzt in The Plant Journal veröffentlicht (Gutschker et al., 2024). Es ist seit geraumer Zeit bekannt, dass Speicherwurzeln, die viel Provitamin A besitzen, häufig geringere Stärke Mengen einlagern als ihre weißen (Provitamin A-arme) Verwandten. Die Gründe hierfür lagen bis vor kurzem im Dunkeln. Durch eine vergleichende Transkriptom- und Metabolomstudie konnten Gutschker et al nun einen möglichen Grund hierfür aufspüren. Sie untersuchten 49 afrikanische Maniok Sorten und konnten zeigen, dass Provitamin A Akkumulation eine Verschiebung des Stoffwechsels in Richtung Zellwandsynthese verursacht. Hierdurch werden der Stärkesynthese Metabolite entzogen, was zu einer verminderten Stärkesynthese führt. Diese überraschenden Befunde können nun genutzt werden Manioksorten zu züchten, die reich an Provitamin A und Stärke sind.