Feldpflanzen

Feldpflanzen, die bei gleichen Erträgen weniger Wasser brauchen als bisher - darauf werden angesichts des Klimawandels auch deutsche Landwirte bald angewiesen sein. Damit Pflanzen von sich aus mehr Wasser sparen als bisher, muss ihre innere Alarmanlage sensibler gemacht werden.

Kernstück dieser Alarmanlage ist ein Signalempfänger - ein Rezeptor, nach dem Pflanzenforscher in aller Welt seit Jahren fahnden. Botaniker der TU München haben ihn jetzt gefunden. Darüber berichten sie in der renommierten Zeitschrift Science.

Trockenheit ist purer Stress für Pflanzen. Wenn es zu heiß oder trocken wird, schütten sie deshalb ein pflanzliches Stresshormon aus, die Abscisinsäure (ABA). Dieser Signalstoff sorgt unter anderem dafür, dass die Pflanzen winzige Öffnungen in ihren Blättern, die Spaltöffnungen, schließen, um so ihren Wasserverlust zu verringern. Um diese Anpassungsreaktion zu starten, müssen die Pflanzenzellen ABA jedoch zunächst erkennen. Wie sie das tun, war lange unbekannt. Viele Forschergruppen waren auf der Jagd nach dem verantwortlichen ABA-Rezeptor, ein Team um Prof. Erwin Grill vom Lehrstuhl für Botanik der Technischen Universität München (TUM) hat ihn jetzt - zeitgleich mit einer Forschergruppe in Kalifornien - gefunden.

Die im Reagenzglas gefundene Wechselwirkung zwischen Proteinphosphatase und RCAR1 konnten die Botaniker anschließend auch in lebenden Pflanzen nachweisen. Dabei zeigte sich, dass die untersuchte Ackerschmalwand (Arabidopsis thaliana) empfindlicher auf das Stresshormon ABA reagiert, wenn sie durch gentechnische Manipulationen dazu gebracht wurde, mehr RCAR1-Protein zu bilden. Das bedeutet: Der gefundene Rezeptor RCAR1 kann die innere Alarmanlage der Pflanze tatsächlich sensibler machen. Und er scheint nicht der einzige zu sein: Die Forscher haben bei der Ackerschmalwand noch 13 weitere Proteine gefunden, die offenbar ganz ähnlich wirken.

„Wir haben mit unserer Entdeckung für einen Durchbruch im Verständnis der Stressreaktion von Pflanzen gesorgt“, freut sich Prof. Grill. Die Erkenntnisse der TUM-Forscher könnten in Zukunft helfen, Nutzpflanzen mit geringerem Wasserbedarf und verbesserter Trockentoleranz zu entwickeln. Angesichts des in vielen Erdteilen wachsenden Wassermangels würde sich damit ein Traum vieler Landwirte erfüllen. 

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