Wertvolle Informationen über die Widerstandsfähigkeit von Pflanzen gegenüber Umwelteinflüssen könnte eine neue Studie liefern, die kürzlich im Fachjournal Nature Plants veröffentlicht wurde. Ein Forschungsteam unter der Leitung der Universität für Bodenkultur (Boku) Wien hat erstmals einen zentralen Schlüsselprozess in den Vakuolen von Pflanzenzellen beschrieben, der eine entscheidende Rolle für die Pflanzenstabilität und -resistenz spielen soll. Die Rede ist von «weitreichenden Auswirkungen auf die Landwirtschaft.»
Zelle schützen, Stresssituationen bewältigen
Nach Angaben der Wissenschaftler ist es die Hauptaufgabe der Vakuole, innerhalb einer Zelle, osmotischen Druck zu erzeugen. Dieser sorge dafür, dass die Zellwand einer Pflanzenzelle gespannt werde und damit zur Gewebestabilität der Pflanze beitrage. Diese Funktion ermögliche es Pflanzen, aufrecht zu stehen, selbst ohne verholzte Strukturen.
Das Forscherteam konnte nun aufdecken, wie Pflanzen ihre Vakuolen unter Stressbedingungen schützen. Dahinter steht ein als «vakuoläre Qualitätskontrollweg» (VQC) bezeichneter Mechanismus. Dieser ermögliche es den Zellen, ihre Vakuolenstabilität aufrechtzuerhalten und ihren Druck den schädigenden Bedingungen anzupassen, wodurch die zelluläre Widerstandsfähigkeit gesichert und der Zelltod verhindert werde.
«Unsere Studie zeigt einen bislang unbekannten homöostatischen Weg auf, der Pflanzen hilft, ihre Zellstrukturen zu schützen und Stresssituationen zu bewältigen», so Dr. Jose Julian Valenzuela von der Boku. Nach seiner Ansicht könnten die neuen Erkenntnisse weitreichende Auswirkungen auf die Landwirtschaft haben. Sie böten Ansatzpunkte für die Entwicklung widerstandsfähigerer Nutzpflanzen, die den zunehmenden Umweltbelastungen besser standhalten könnten.