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Geschlossen wegen Trockenstress: Spaltöffnungen der Ackerschmalwand Quelle: Prof. Walther, Universität Ulm
30.06.2009
Forschung & Technik

Münchner Forscher enträtseln Trockentoleranz

Einen Stoff, der Pflanzen über Durststrecken hinweghilft, hat ein Forscher-Team vom Lehrstuhl für Botanik der Technischen Universität München (TUM) ausgemacht, zeitgleich mit einer kalifornischen Forschergruppe. Trockenheit könnte auch auf deutschen Feldern bald häufiger die Ernteerträge schmälern. Deshalb sollen die Pflanzen „lernen“, mit weniger Wasser auszukommen. Fehlt ihnen Wasser, schütten sie ein „Stress-Hormon“ aus. Dadurch schließen sich die winzigen Blattöffnungen, das Wasser bleibt in der Pflanze.

Damit Pflanzen bei Hitze oder Trockenheit mehr Wasser sparen können, muss ihr inneres Alarmsystem noch sensibler funktionieren. Die entscheidende Rolle spielt ein Signalempfänger, ein so genannter Rezeptor. Er löst die Ausschüttung eines Stresshormons aus, der Abscisinsäure (ABA). Wie das geschieht, hat die Münchener Forschergruppe um Professor Erwin Grill jetzt entdeckt: Normalerweise blockieren Enzyme aus der Gruppe der Proteinphosphatasen die Weiterleitung des ABA-Signals in der Zelle. Bei Stress wird diese Blockade aufgehoben und die „Enzym-Schranke“ geht nach oben. Die Anpassungsreaktion kann beginnen. Dank der Entschlüsselung dieses Mechanismus können Nutzpflanzen gezüchtet werden, die auch unter Trocken-Stress hohe Erträge liefern.

Gene – das Gedächtnis der Pflanzen

Das Erbgut von Pflanzen vergisst nichts. Spuren von Stress bleiben über Generationen im Erbgut erhalten. Bei den Nachkommen muss sich der Stress-Reiz nicht wiederholen. Dies haben Wissenschaftler des Friedrich-Miescher-Instituts für Biomedizinische Forschung in Basel an der Ackerschmalwand (Arabidopsis thaliana) beobachtet. Stressfaktoren wie, etwa Schädlinge, Hitze, Kälte oder Trockenheit erhöhen die Dynamik der Erbsubstanz: Der verstärkte Austausch von Erbmaterial von Chromosom zu Chromosom wird weitervererbt.