Die Versalzung des Bodens mit NaCl (Natriumchlorid) ist v.a. in der Landwirtschaft und da besonders in trockenen Regionen der Erde ein großes Problem. Salz hemmt das Wachstum und kann zum Absterben der Pflanzen führen. Deshalb besteht großes Interesse daran, die Reaktionen und Anpassungen an Salzstress besser zu verstehen und salztolerantere Pflanzen zu züchten. Biologen der Westfälischen Wilhelms-Universität (WWU) in Münster fanden nun heraus, dass der Salzstress in speziellen Zellgruppen der Pflanzenwurzel Kalziumsignale (Ca2+) auslöst. Diese bilden darin eine sogenannte „natriumempfindliche Nische“.
Nicht gesamte Wurzel reagiert auf Stressor
Am Beispiel von Arabidopsis thaliana fand man heraus, dass für die Reaktion in der Wurzel auf Salzstress nur eine bestimmte Zellgruppe verantwortlich ist, die optisch nicht erkennbar ist. Die Pflanzenbiologen fanden heraus, dass bei größerem Salzstress auch das generierte Kalziumsignal stärker wird, was bedeutet, dass die Pflanze auch Informationen zur Intensität des Stresses weiterleiten kann. Aber wie können die Pflanzenzellen diese Information auslesen?
Meist passiert das Auslesen von Kalziumsignalen durch Kalziumbindungsproteine, in Pflanzen sind das häufig CBL-Proteine. Nach eingehenden Analysen fanden die Wissenschafter heraus, dass je nach Stärke der Kalziumkonzentration unterschiedliche CBL-Proteine aktiviert werden. Dabei erkannten sie auch, dass in den meisten Getreidesorten nur dasjenige Protein vorhanden ist, das auf niedrigere Konzentrationen reagiert (CBL4) während bei Tabak und Tomaten auch das auf höhere Konzentrationen reagierende CBL8-Protein vorhanden ist. Das verbessert die Möglichkeit der Reaktion. In der Evolution dürfte es dabei zu einer Gen-Duplikation gekommen sein. Wenn nun das CBL8-Protein in z.B. Getreidepflanzen eingebracht werden kann, verbessern sich die Möglichkeiten mit Salzstress und Trockenheit umzugehen.
Originalpublikation in Developmental Cell:
„A Ca2+-sensor switch for tolerance to elevated salt stress in Arabidopsis“
Quelle: WWU
