2018 war der Sommer in Deutschland ungewöhnlich trocken. Viele Pflanzen haben nicht überlebt, da sie auf Wasser angewiesen sind: Ohne Regen fehlt ihnen nicht nur der Wassernachschub über die Wurzeln. Über ihre Blätter verlieren sie obendrein gespeichertes Wasser. Ein internationales Forscherteam unter Beteiligung der Universität Heidelberg hat nun herausgefunden, wie Pflanzen versuchen, sich vor diesem Effekt zu schützen. Das Mineral Sulfat spielt dabei eine besondere Rolle, wie die Wissenschaftler in den Fachjournalen „The Plant Cell“ und „Plant Physiology“ aufzeigen.

Einfluss der Umweltfaktoren verstehen

Um für die Photosynthese Kohlendioxid aus der Luft aufnehmen zu können, weisen Pflanzenblätter spezielle Poren auf. Durch diese Poren kann jedoch auch Wasser aus den Blätter verdunsten. Wie weit diese Poren geöffnet sind und wie schnell die Pflanze somit Wasser verliert, reguliert das Trockenstresshormon Abscisinsäure (ABA). „Um Nahrungspflanzen mit einer größeren Widerstandsfähigkeit gegen Wassermangel und Dürre züchten zu können, müssen wir verstehen, wie Umweltfaktoren die Bildung des Hormons ABA regulieren“, erklärt Markus Wirtz vom Centre for Organismal Studies (COS) der Universität Heidelberg.

Signal von der Wurzel an die Blätter 

Genau diesem Ziel sind die Pflanzenforscher nähergekommen. Bereits 2017 entdeckte das Team, dass sich in den Wasserleitungsbahnen der Pflanzen bei beginnender Dürre Sulfat ansammelt. Nun konnten die Wissenschaftler nachweisen, dass dieses Mineral indirekt die Blattporen schließt, indem es das Hormon ABA vermehrt. „Wir waren selbst überrascht, wie effizient Sulfat die Synthese von ABA anstößt und damit den Verschluss der Poren reguliert“, berichtet Rüdiger Hell vom COS. Das neu gewonnene Verständnis darüber, wie das Signal für Wassermangel aus der Wurzel in die Blätter weitergeleitet wird, soll nun helfen, die Trockentoleranz wichtiger Nahrungspflanzen zu verbessern.

bl