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Pflanzen sind durch ihre Wurzeln an den Standort und die dort herrschenden Bedingungen gebunden. Sie können nicht weglaufen, wenn sich die Umgebung ändert, wenn zum Beispiel der Boden ausgelaugt ist und nur noch wenige Nährstoffe enthält. Botaniker von der Universität Würzburg untersuchen daher, wie Pflanzenwurzeln auf Änderungen des Nährstoffgehaltes und auf Stress-Situationen reagieren, die durch Versalzung oder Trockenheit des Bodens ausgelöst werden.
Bei der Nährstoffaufnahme durch die Wurzel dringen das Bodenwasser und die darin gelösten Nährstoffe zunächst ungehindert in die Zellwände ein. An bestimmten Stellen sind jedoch Transportbarrieren eingebaut, wie die äußere und die innere Wurzelhaut. Die chemische Zusammensetzung dieser Barrieren kann viel über deren Transporteigenschaften aussagen und steht daher im Mittelpunkt eines von der Deutschen Forschungsgemeinschaft geförderten Projektes, das Diplom-Chemiker Klaus Dieter Hartmann und PD Dr. Lukas Schreiber am Würzburger Lehrstuhl für Botanik II bearbeiten.
Die Zellwände der äußeren und inneren Wurzelhaut unterscheiden sich von den normalen Zellwänden des Wurzelgewebes, denn in sie wird Korkstoff (Suberin) und Holzstoff (Lignin) eingelagert. Die Konzentration dieser beiden Stoffe in den hauptsächlich aus Cellulose und Pektin zusammengesetzten Zellwänden beträgt zwar weit unter zehn Prozent, verändert die Eigenschaften der Zellwände aber entscheidend: Die Durchlässigkeit für Wasser und darin gelöste Nährstoffe wird laut Dr. Schreiber bei erhöhten Suberin- und Ligningehalten signifikant eingeschränkt. Wahrscheinlich trage vor allem das Suberin hierfür die Verantwortung, sei es doch chemisch sehr ähnlich mit einem Korkstopfen, wie er beispielsweise gebraucht wird, um Bocksbeutel zu verschließen.
Ziel des Würzburger Forschungsprojektes ist es zu untersuchen, welche Bedingungen dazu führen, dass sich der Gehalt an Suberin oder Lignin in den Barrieren der Pflanzenwurzel verändert. Die Wissenschaftler wollen so herausfinden, wie die Pflanze ihren Nährstoffhaushalt über die unterschiedliche Ausprägung der Wurzelbarrieren reguliert. Außerdem interessieren sie sich dafür, wie die Pflanze auf Stress reagiert. An der Wurzel kommt es zum Beispiel durch eine Versalzung des Bodens - eventuell durch Streusalz am Straßenrand - oder einfach durch andauernde Trockenheit zu Stress-Situationen.
Die Fragen, denen die Würzburger Botaniker nachgehen, sind auch für die Anwendung in der Landwirtschaft und der Pflanzenzüchtung interessant. Schließlich gehe es darum, so Dr. Schreiber, ein wichtiges Regulationssystem bei der Nährstoffaufnahme besser zu verstehen und dadurch Methoden zu seiner Optimierung zu erarbeiten.
Weitere Informationen: PD Dr. Lukas Schreiber, T (0931) 888-6221, Fax (0931) 888-6235, E-Mail:
lukas.schreiber@botanik.uni-wuerzburg.de
Die Aufnahmen zeigen die äußere Haut einer Maiswurzel. Um die großen Zellen in B ist eine Korkschich ...
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Criteria of this press release:
Biology, Environment / ecology, Information technology, Oceanology / climate
transregional, national
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German
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