Raps und verwandte Pflanzen haben einen hohen Borbedarf. Einen Bormangel sieht man den betroffenen Pflanzen äusserlich lange nicht an, insbesondere in der Wachstumsphase vor der Blüte. Trotzdem habe dieser Mangel schwerwiegende Folgen, schreibt die Technischen Universität München (TUM).
Zuerst hemme der Mangel das Wurzelwachstum, dann würden sie die Blüten verkümmern und schliesslich vorzeitig absterben. Enorme Ertragsverluste können damit verbunden sein. Um die zugrundeliegenden Mechanismen zu verstehen, haben Forschende der TUM, der Universität Bielefeld, und des Leibniz-Instituts für Pflanzengenetik und Kulturpflanzenforschung (IPK) untersucht, welche Gene bei Bormangel und welche bei ausreichender Versorgung aktiv sind.
Das Wichtigste:
• Raps reagiert während der Blüte auf Bormangel ähnlich wie auf Schädlinge und Infektionen
• Bormangel könnte durch Klimawandel zunehmend zum Problem werden
• Studie legt die Grundlage für die Zucht von boreffizienteren Pflanzen
Reaktion wie bei Schädlingsangriffen
Laut der Mitteilung der Forschungsgruppe geht bei einem Bormangel folgendes vonstatten: In einem ersten Schritt reagieren die Pflanzen auf den Mangel, indem sie mehr Transportproteine produzieren, die den Nährstoff aufnehmen. Bei andauerndem Mangel rückt in den sich entwickelnden und ertragsrelevanten Blüten eine Stressreaktion in den Vordergrund. Diese ähnelt der Reaktion auf Schädlingsangriffe, Verwundung oder Infektionen und führt zum Absterben der betroffenen Blüten.
Noch sei unbekannt, ob es sich dabei um eine gezielte Reaktion der Pflanze handelt, um Ressourcen für eine potenziell später mögliche Blütenbildung einzusparen oder, ob der Signalweg zufällig ausgelöst werde, so die Forschenden der TMU. Bormangel als auch Infektionen schädigten pflanzliche Zellwände gleichermassen. Diese Zellwandschädigungen könnten von der Pflanze nicht unterschieden werden und darum gleich verarbeitet werden.
Schädigungen der Leitbahnen
Durch den Klimawandel könnte Bormangel künftig noch häufiger werden, heisst es weiter. So werden in Zentraleuropa Winter mit mehr Niederschlägen sowie anhaltende Trockenperioden im Frühjahr und Sommer erwartet. Dies führt dazu, dass wasserlösliche Nährstoffe im Winter verstärkt ausgewaschen werden. Im Frühjahr fehlt es an Bodenfeuchtigkeit, damit die Pflanzen den Nährstoff aufnehmen können.
Unter diesen Bedingungen kann das Nährstoffdefizit nur schwer durch gezielte Düngung ausgeglichen werden. «Entweder erreicht das Bor im Boden die Pflanze nicht, oder bereits unerkannt fortgeschrittener Bormangel führt zu Schädigungen der Leitbahnen für Wasser und Nährstoffe. Dadurch kann ausgebrachtes Bor nicht mehr zu den Stellen in der Pflanze transportiert werden, an denen es benötigt wird», lässt sich Gerd Patrick Bienert, Professor für Pflanzenphysiologie der TUM in der Mitteilung zitieren.
Boreffiziente Pflanzensorten sichern Erträge
Pflanzensorten zu entwickeln, die entweder effizient mit Bor umgehen können oder sowohl wasser- als auch boreffizient sind, könnte darum künftige Erträge sichern. Die Erkenntnisse der Forschenden liefern nach eigenen Angaben einen Beitrag dazu, wo mögliche Ansatzpunkte in der Pflanzenzüchtung sein könnten.
«Die Identifikation und züchterische Verwertung von Boreffizienzmechanismen und der Anbau von boreffizienten Sorten werden im Kontext des Klimawandels an Bedeutung zunehmen. Eine ausreichende Borversorgung ist für die Ertragsstabilität von Kulturpflanzen besonders bei Wasserknappheit von essenzieller Bedeutung, sagt Pflanzenforscher Bienert.
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