Pflanzliche CO₂-Sensoren

us | Pflanzen müssen sich mit den Umwelt­bedingungen an ihrem Standort abfinden und daher auf Veränderungen flexibel reagieren können. An der Oberfläche der Blätter befinden sich Poren, sogenannte Stomata, über die lebensnotwendiges Kohlenstoff­dioxid (CO₂) aufgenommen und Wasser abgegeben wird. Scheint die Sonne, öffnen sich die Stomata. Ist es dagegen dunkel oder sinkt die äußere Luftfeuchtigkeit, schließen sich die Poren innerhalb von 20 bis 40 Minuten wieder. Das Signal zum Schließen gibt das Phytohormon Abscisinsäure (ABA) an Wächterzellen, die um die Poren an­geordnet sind. Ein Team aus Pflanzenphysiologen und Bio­informatikern der Universität Würzburg hat es sich zur Aufgabe gemacht, die Auswirkungen langfristiger Veränderungen der Umweltbedingungen auf Stomata der Ackerschmalwand, Arabidopsis thaliana, zu studieren. Für verschiedene Experimente wurden die Pflanzen unter standardisierten Bedingungen gezüchtet. Dann wurden Veränderungen der Umwelt wie etwa ein erhöhter CO₂-Gehalt der Luft, niedrigere Luftfeuchtigkeit und erhöhte ABA-Konzentrationen simuliert. Aus Pflanzenproben wurde anschließend RNA extrahiert, um Gene zu finden, die die Aktivität der Stomata regulieren. Dabei identifizierten die Wissenschaftler allein in den Wächterzellen sechs ABA-Rezeptoren, die alle eine eigene Rolle beim Schließvorgang der Poren spielen. So ist sichergestellt, dass die Pflanzen auf alle vier Stimuli (Dunkelheit, CO₂, Feuchtigkeit und ABA) adäquat reagieren können. Dieses neu gewonnene Wissen könnte bei der Züchtung besonders robuster und anpassungsfähiger Nutzpflanzen hilfreich sein. |