Wurzeln weichen Nässe aus

Der viele Regen in diesem Jahr hat Landwirte bundesweit um ihre Ernte bangen lassen. Felder standen unter Wasser und setzten Nutzpflanzen wie Raps und Weizen zu. Experten fürchten, dass solche Wetterextreme in Zukunft noch häufiger auftreten werden. Forscher der Christian-Albrechts-Universität Kiel haben untersucht, wie der Klimawandel das Wachstum der Pflanzen beeinflusst. Im Fokus der aktuellen Studie stand die Frage, wie Pflanzen auf vorübergehenden Nässestress reagieren. Wie das Kieler Team im Fachjournal „Plant Physiology“ berichtet, weichen die Wurzeln besonders nassen und sauerstoffarmen Bodenbereichen horizontal aus, statt weiter in die Tiefe zu wachsen.

Folgen und Anpassungsverhalten bei Staunässe untersucht

Dafür haben Entwicklungsbiologin Emese Eysholdt-Derzsó und Kollegen sieben Tage alte Keimlinge der bekannten Modellpflanze Ackerschmalwand abwechselnd mit nassen und sauerstoffarmen oder aber normalen Wachstumsbedingungen konfrontiert. „In ihrer Arbeit beschreibt Eysholdt-Derzsó erstmals im Detail, welche Auswirkungen Staunässe und der damit verbundene Sauerstoffmangel auf das Wachstum der Acker-Schmalwand-Wurzeln hat und welche genetischen Mechanismen die Anpassung der Pflanze steuern“, erklärt die Leiterin der Forschungsgruppe, Margret Sauter.

Wurzeln meiden Nässe

Die Versuche zeigten: Wurzeln versuchen besonders nassen und sauerstoffarmen Böden auszuweichen. Die Forscher identifizierten einen genetisch festgelegten Regelmechanismus der dafür sorgt, dass die Wurzeln nicht wie üblich nach unten wachsen, sondern eine Biegung machen. Die Wurzeln weichen stattdessen horizontal in Richtung trockenerer und damit sauerstoffreicherer Böden aus. „Wir konnten zeigen, dass dieser Ablauf reversibel ist. Sobald ausreichend Sauerstoff zur Verfügung steht, wachsen die Wurzeln wieder wie üblich nach unten“, sagt die Erstautorin Eysholdt-Derzsó.