Pflanzen bewältigen den Klimawandel

Grundlagenforschung für die Züchtung

Blühende Rosen zu weihnachten und schneefreie Wintersportorte können darauf hinweisen, dass der Klimawandel bereits mitten unter uns ist, berichtet das britische Biotechnology and Biological Sciences Research Council (BBSRC). Zwei Wissenschaftler haben jetzt untersucht, wie Pflanzen mit wechselnden Temperaturen zwischen den Jahreszeiten verarbeiten, und wollen damit Grundlagen schaffen, unsere Nahrungspflanzen einem Wandel anzupassen.

FLC sorgt für zeitliche Ordnung
Entscheidend für die Pflanzen ist, dass sie den kalten Winter überstehen und beginnen mit steigenden Temperaturen zu blühen. Biologen nennen diesen Prozess „Vernalisation“, die selbst innerhalb einer Pflanzenart in Abhängigkeit zu lokalen Verhältnissen sich anzupassen weiß.
Der Kreuzblütler Arabidopsis thaliana, die Ackerschmalwand, ist die beliebteste Modellpflanze der Biologen. In Skandinavien reagiert sie auf steigende Temperaturen verlangsamt, um sich durch frühzeitige Wärmeeinbrüche nicht „narren“ zu lassen. Ein ganz spezielles Gen, das FLC, ist dafür verantwortlich. Die Biologen haben untersucht, wie jeweils Kälte und Wärme auf FLC einwirken.
In England brauchen Pflanzen lediglich vier Wochen Kälte, um FLC zu inaktivieren und zu blühen. Die schwedischen Pflanzen hingegen brauchten dazu rund 14 strenge Wochen.
Prof. Caroline Dean vom John Innes Center erklärt: „Wir haben den Gehalt an FLC in Arabidopsis von verschiedenen Standorten auf der Welt untersucht, um heraus zu finden, wie viel Kälte notwendig ist, FLC wieder auszuschalten. Dabei haben wir entdeckt, dass die FLC-Konzentration im Herbst und die Reduktionsrate während der ersten Kälte bei den Pflanzen in Edinburgh und in Nordskandinavien ziemlich ähnlich ist. Aber wir haben herausgefunden, dass es einen großen Unterschied gibt, wie viel Kälte notwendig ist, FLC sicher auszuschalten. Das ging in Edinburgh bedeutend schneller als in Nordskandinavien.“ Dabei haben die Biologen sogar noch herausgefunden, dass die genetische Varianz des FLC der Antwortreaktionen auf die Kälte wiederspiegelt. Nach Aussagen von Prof. Dean sieht es so aus, dass sich die Variationen dieses Verzögerungsmechanismus gegenüber unterschiedlichen Winterbedingungen sehr schnell herausgebildet haben müssen. Die Erkenntnisse könnten in der Pflanzenzüchtung von Bedeutung sein, neue Sorten zu finden und diese an veränderte Klimabedingungen anzupassen.
Die Vorsitzende des BBSRC, Prof. Julia Goodfellow, fasst zusammen: „Genauso wie wir daran arbeiten müssen, einen Klimawandel zu verhindern, müssen wir gleichzeitig an natürlichen Methoden arbeiten, unsere Nahrungspflanzen weltweit an sich veränderndes und feindliches Klima anzupassen.“ Diese Forschung sei ein Beispiel, wie Grundlagenforschung der Praxis dienen kann.

DasBBSRC wird von der britischen Regierung unterstützt und forscht im Bereich der Lebenswissenschaften: www.bbsrc.ac.uk

roRo; Foto: BBSRC