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02.12.2019

Wie Algen und Landpflanzen Stress steuern

Ein Hormon reguliert bei Landpflanzen die Antwort auf Stressfaktoren. Göttinger Forscher haben auch bei Jochalgen einen ähnlichen molekularen Mechanismus gefunden.

In der Jochalge Zygnema circumcarinatum fand das Forschungsteam ein Gen, das bei der Stressbewältigung eine Rolle spielen könnte
In der Jochalge Zygnema circumcarinatum fand das Forschungsteam ein Gen, das bei der Stressbewältigung eine Rolle spielen könnte.
Quelle: 
Universität Göttingen

Ob Trockenheit oder Überdüngung: Es gibt zahlreiche Umweltfaktoren, die Pflanzen unter Stress setzen. In solch einem Fall wird im Inneren der Pflanze eine komplexe Signalkaskade aktiviert. Dieser Stressbewältigungsapparat funktioniert bei allen Landpflanzen gleich – beim Moos ebenso wie beim Roggen. Wie die Stressverarbeitung erfolgt, wollte ein internationales Forschungsteam unter der Leitung der Hebrew University of Jerusalem und Mitwirkung der Universität Göttingen genau wissen. Dafür nahmen die Wissenschaftler ein bestimmtes Gen für den Rezeptor in dieser Signalkaskade ins Visier.

Gen-Set bestimmt Stressverarbeitung bei Landpflanzen

Eine entscheidende Rolle bei der durch Stress ausgelösten Signalkaskade bei Landpflanzen spielt das Pflanzenhormon Abscisinsäure. Forscher vermuteten, dass die Wahrnehmung dieses Hormons Pflanzen im Laufe der Evolution half, mit dem Stress besser umzugehen, dem sie einst während der Landbesiedlung ausgesetzt waren. Die Abscisinsäure wird auch als Stresshormon bezeichnet. „Wir konnten zeigen, dass die nächsten Algenverwandten der Landpflanzen, die fädigen Jochalgen, ein komplettes Set an Genen haben, welches jenem Set, das Landpflanzen für die Wahrnehmung der Abscisinsäure nutzen, stark ähnelt“, erklärt Jan de Vries vom Institut für Mikrobiologie und Genetik der Universität Göttingen und Koautor der Studie.

Stresswahrnehmung erfolgt hormonunabhängig

Das Team fand heraus, dass dieses Gen schon im ersten Schritt in der Signalkaskade als Rezeptor für das Hormon agiert. Wie die Alge das Stresshormon wahrnimmt, ist der Studie zufolge völlig hormonunabhängig. „Mittels molekularbiologischer Methoden haben wir herausgefunden, dass es sich in die Signalkaskade integriert und diese auch regulieren kann. Allerdings tut es dies unabhängig vom Hormon Abscisinsäure“, so de Vries. Wie die Wissenschaftler im Fachjournal "PNAS" berichten, wirkt dieser hormonunabhängige Mechanismus überraschenderweise in Landpflanzen zusätzlich zu dem hormonell bedingten Prozess.

bb

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