Wie Licht und Hitze molekular auf die Pflanze wirken

11.10.2022 Landwirtschaft

Warum Pflanzen in der Hitze nach oben streben

Im Wettbewerb um Licht wachsen Pflanzen nach oben. Wer am weitesten kommt, der kann das meiste Licht für die Photosynthese nutzen. Je dichter der pflanzenbestand ist, desto mehr konkurrieren die Pflanzen um die Ressource Licht und wachsen nach oben. Den gleichen Effekt verursacht auch Hitze. Hohe Temperaturen erwärmen den Boden als Wärmespeicher, dem die Pflanzen ebenfalls durch Wachstum an die kühlere Luft entgehen wollen.

Zusammen mit seinen amerikanischen Kollegen hat Pflanzenforscher Yogev Burko vom israelischen Institut für Pflanzenbau in Rishon LeZion den molekularen Effekt dingfest machen können, der in beiden Fällen für das Wachstum verantwortlich ist. Sie haben die Modellpflanze Ackerschmalwand hohen Temperaturen und Schatten ausgesetzt, um den Effekt zu verstärken. Dabei hat sich gezeigt, dass Proteine der „PIF-Familie“ (Phytochrome Interacting Factor) den Wettbewerb nach Licht und kühlerer Lust eröffnen. Die Proteine steuern das Wachstumshormon Auxin. Sind Pflanzen nur um Licht oder nur um kühlere Luft bestrebt, kommen jeweils andere PIF-Proteine zum Tragen. Aber auch sie regen die Auxin-Produktion an.

Vor dem Hintergrund des Klimawandels nimmt die Zahl der Tage, in denen der Feldbestand viel Licht und hohen Temperaturen ausgesetzt ist zu. Damit die Pflanzen nicht zu viel in die Höhe wachsen und standhaft bleiben, könnte künftig ein niedrigerer Feldbestand bei der Aussaat angestrebt werden. Schließlich verausgaben sich die Pflanzen mit ihrem Höhenwachstum auf Kosten der Ertragsbildung.

Lesestoff:

Burko, Y. et al. (2022): PIF7 is a master regulator of thermomorphogenesis in shade. In: Nature Communications, (29. August 2022), doi: 10.1038/s41467-022-32585-6

roRo, nach Pflanzenforschung.de

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