Warum Reispflanzen nicht ertrinken

Oberirdische Wurzeln der Reispflanzen

Professorin Margret Sauter, Entwicklungsbiologin an der Christian-Albrechts-Universität (CAU) in Kiel hat zusammen mit einem Expertenteam beschrieben, wie sich Reispflanzen bei Überflutungen vor dem Ertrinken schützen.

Die Seitenwurzel einer Reispflanze durchbricht die Epidermis. Durch Druck in Verbindung mit einem Hormon sterben die Epidermis-Zellen an der Durchbruchstelle ab und machen den Weg für die Wurzel frei

Auf gefluteten Ackerböden lösen Reispflanzen das Problem der Überstauung mit der Ausbildung oberirdischer Wurzeln. Dabei haben die Pflanzen einen genialen Trick entwickelt, dass die Durchbruchstelle der Wurzel nicht zu einem Einfallstor für Bakterien wird. „Der Mechanismus besteht aus zwei Teilen“, so Sauter. „Ein Hormon sorgt dafür, dass ein programmierter Zelltod einsetzt und die Epidermis-Zellen absterben.“ Dieser Prozess muss aber auf den Bereich der äußeren Pflanzenhülle begrenzt bleiben. Das zweite Signal kommt von der Wurzel selbst. Der Druck beim Wachstum zeige dem Hormon, wo es aktiv werden soll. Nur die beiden Signale zusammen eröffnen der Wurzel ihren Weg.

Elektromikroskopische Aufnahme der entstehenden
Seitenwurzeln in der Reispflanze

Für die Forschung wurde extra eine „Druckanlage“ entwickelt, der die wachsende Seitenwurzel simuliert. „Wird dieser Druck auf die Epidermis der Reispflanze ausgeübt, sterben an dieser Stelle die Epidermis-Zellen ab“, erklärt Bionik-Professor Stanislav Gorb. Knifflig war es, die Stärke des Drucks herauszufinden. Diese Grundlagenforschung dient dem Verständnis des Eigenschutzmechanismus von Pflanzen.

Lesestoff:

„Emerging Roots Alter Epidermal Cell Fate through Mechanical and Reactive Oxygen Species Signaling“, DOI: 10.1105/tpc.112.101790 The Plant Cell, Vol 24 www.plantcell.org/content/24/8/3296.full

roRo, Fotos: CAU