Forscher machen Pflanzen giftresistent
Genetische Aktivierung von Suberin entschlüsselt - Bessere Anpassung an belastete Böden
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Mit Suberin beschichtete eingefärbte Pflanzenwurzeln (Foto: unige.ch) |
Genf (pte002/27.09.2021/06:05)
Auswahl und Zucht von Nutzpflanzen, die Umweltbelastungen wie Trockenheit, Hitze und Kälte besser vertragen, wird künftig leichter. Ein internationales Team unter der Leitung von Marie Barberon, Professorin am Institut für Botanik und Pflanzenbiologie der Universität Genf https://www.unige.ch (UNIGE), hat vier molekulare Faktoren identifiziert, die für die genetische Aktivierung von Suberin verantwortlich sind. Suberin ist eine korkartige Schicht, mit der sich die Wurzeln so verändern, dass die Pflanze optimal mit Nährstoffen und Wasser versorgt wird. Die Substanz besteht aus Lipiden, die zusätzlich eine Schutzbarriere gegen verschiedene Umweltbelastungen bilden, Dazu zählen Salze und giftiges Cadmium, die in manchen Böden vorkommen, die zum Anbau von Lebensmitteln genutzt werden.
[b]Proteine steuern die Suberin-Bildung[/b]
„Wir haben die Transparenz der Wurzeln der Arabidopsis-Pflanze, auch Acker-Schmalwand genannt, genutzt, um unter dem Mikroskop die für die Produktion von Suberin wesentlichen Faktoren zu identifizieren", so Vinay Shukla, ein Kollege von Barberon. Es handelt sich um Proteine. Danach gelang es den Forschern, Pflanzen zu entwickeln, deren Wurzeln immer mit der korkartigen Schicht bedeckt sind, sodass diese optimal geschützt waren.
[b]Pflanzen wuchsen trotz hohen Salzgehalts[/b]
Die Forscher bauten die modifizierten Pflanzen auf Böden mit unterschiedlichen Natriumgehalten an, einem Nährstoff, der in normalem Kochsalz enthalten ist und für das Pflanzenwachstum wichtig ist, in hohen Konzentrationen jedoch giftig ist. „Wir haben beobachtet, dass Pflanzen, deren Wurzeln vollständig mit Suberin bedeckt sind, weniger Natrium aufnehmen als solche ohne" so Barberon. Das eröffnet die Möglichkeit, Pflanzen gezielt zu verändern, um sie an schadstoffbelastete Böden anzupassen.
Die Entdeckung der Schlüsselfaktoren, die die Suberin-Bildung in Wurzeln regulieren, liefere wertvolle genetische Werkzeuge, um ihre Rolle bei der Aufrechterhaltung des Nährstoffhaushalts in Pflanzen, aber auch bei der Resistenz gegen Salzstress, Trockenheit oder Überschwemmungen genauer zu untersuchen.
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