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Pflanzenporenkontrolle

10.07.2021

Wissenschaftler der Julius-Maximilians-Universität (JMU) Würzburg haben einen Weg gefunden, die Poren von Pflanzenblättern mit Lichtimpulsen fernzusteuern.

Pflanzen haben kleine Poren auf der Oberfläche ihrer Blätter, die Stomata genannt werden. Sie helfen Pflanzen, die Zufuhr von Kohlendioxid für die Photosynthese zu regulieren. Sie verhindern auch zu viel Wasserverlust und Welken bei Trockenheit.

Die Stomaporen sind von zwei Schutzzellen umgeben. Sinkt der Innendruck dieser Zellen, werden sie geschwächt und schließen die Poren. Steigt der Druck, bewegen sich die Zellen auseinander und die Poren erweitern sich. So werden die Bewegungen der Stomata durch Schutzzellen reguliert. Die Signalwege in diesen Zellen sind so komplex, dass es schwierig ist, ihre Arbeit direkt zu beeinflussen.

Den Forschern gelang dies jedoch, indem sie einen lichtempfindlichen Schalter in die Abwehrzellen von Tabakpflanzen einführten. Diese Technologie wurde der Optogenetik entlehnt. Es wurde erfolgreich in tierischen Zellen verwendet, aber seine Verwendung in Pflanzenzellen wurde noch nicht verwirklicht.

Als Lichtschalter nutzten die Wissenschaftler ein lichtempfindliches Protein aus der Alge Guillardia theta, nämlich den Anionenkanal ACR1 aus der Gruppe der Kanalrhodopsin. Als Reaktion auf Lichtimpulse wirkt der Schalter auf die Schutzzellen der Spaltöffnungen, sie verlieren an Innendruck, werden schwächer und die Poren schließen sich innerhalb von 15 Minuten.

Durch die Fähigkeit, Pflanzenporen zu kontrollieren, ist es möglich, Kulturen mit einer erhöhten Anzahl von Anionenkanälen in schützenden Zellen zu züchten. So ausgerüstete Pflanzen sollen ihre Spaltöffnungen als Reaktion auf kommende Hitzeperioden schneller schließen und so Dürreperioden besser überstehen.

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Alkoholgehalt von warmem Bier 07.05.2024

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Zufällige Neuigkeiten aus dem Archiv

Grönländer kamen aus Sibirien 05.10.2010

Vor mehr als 20 Jahren gruben dänische Archäologen die Überreste eines Mannes aus, der vor 4000 Jahren dort im Permafrost Grönlands lebte.

Kürzlich konnten Genetiker der Universität Kopenhagen fast das gesamte Genom des alten Grönländers lesen. Es stellte sich heraus, dass es eng mit dem Erbgut der kleinen Völker Sibiriens - den Nganasans, den Koryaks und insbesondere den Chukchi - verbunden ist.

Das Bild der Besiedlung Grönlands, das sich aus dieser Entdeckung ergibt, ist wie folgt. Vor etwa 5500 Jahren überquerten sibirische Nomaden in Booten die Beringstraße (es gab keine Landbrücke mehr zwischen Asien und Amerika).

Einige der Reisenden blieben in Amerika und schlossen sich zahlreichen Indianerstämmen an (die von anderen Asiaten abstammen, die es vor mehreren tausend Jahren geschafft hatten, über die „Brücke“ nach Amerika zu ziehen). Der andere Teil zog weiter nach Osten und ließ sich in Grönland nieder, dessen Klima damals nicht so streng war wie heute.

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