Die physiologische Antwort einer Pflanze auf Dürre

Das umfassende Verständnis der Pflanzenphysiologie ist der erste wichtige Schritt auf dem Weg zur Verbesserung der Eigenschaften von Pflanzen mit Hilfe genetischer Intervention. Universitätswissenschaftler aus dem Mittelmeerraum haben sich zusammengeschlossen, um dieses Wissen über die wichigsten Feldkulturen in dieser Region zu fördern.

Unter Pflanzenphysiologie versteht man die Erforschung der Struktur und Funktion der Pflanzen während ihres gesamten Lebenszyklus. Die Pflanzenphysiologie konnte einen wichtigen Beitrag für die Landwirtschaft leisten. Das aus Versuchsergebnissen gewonnene Wissen hat zu neuen Sorten der wesentlichen Feldkulturen geführt, die gegenüber Schädlingen, Hitze, Dürre und anderen Umweltbelastungen resistenter sind.

Forschungsgruppen aus dem gesamten Mittelmeerraum haben sich zusammengeschlossen, um sich einem den Bauern in dieser Region allgemein bekannten Problem, nämlich nachhaltigen Bewässerungsverfahren, zu widmen. Die Wissenschaftler haben mit Unterstützung des 5. Rahmenprogramms die physiologische Reaktion von mehreren wichtigen Feldkulturen der Region auf die partielle Austrocknung der Wurzelzonen (PRD- Partial Root Drying) untersucht. Die PRD ist eine Bewässerungsmethode, die entwickelt wurde, um den Ertrag der Pflanze beizubehalten und gleichzeitig den Wasserverbrauch mit Hilfe einer einzigartigen Bewässerungskonfiguration deutlich zu verringern.

Die normale Reaktion einer Pflanze auf geringere Wasserzufuhr ist die Verringerung ihrer Aufnahmefähigkeit von Wasser, Stickstoff und anderen wichtigen Nährstoffen. Dadurch wiederum wächst die Pflanze langsamer. Ziel dabei ist es, die diesem Verfahren unterliegenden Prozesse sowohl zu erkennen als auch zu verstehen. Mit diesen Informationen gewappnet wird beabsichtigt, die Eigenschaften der Pflanze genetisch zu manipulieren, um die natürliche Reaktion der Pflanze zu verhindern.

Zu den gemessenen Parametern gehören: der Wasserstatus der Pflanze, die Peroxidase-Aktivität und der Xylem-pH-Wert sowie Konzentrationen von Phenol-Bestandteilen und der Abscisinsäure (ABA). Die Abscisinsäure ist ein wichtiges Pflanzenhormon zur Regulierung der natürlichen Abwehrkräfte der Pflanze gegen externen Stress, Wachstumshemmung und Förderung der Samenruhe.

Die Analyseergebnisse waren eher gemischt. Die ABA-Werte wiesen keinen Unterschied auf, aber die Konzentrationen der Phenol-Bestandteile hatten sich vor allem in den Blattzellwänden erhöht. Dieses und weiteres durch das Projekt gesammelte Wissen wird durch Konferenzen und Veröffentlichungen auch der internationalen Gemeinschaft zur Verfügung gestellt. Die unterschiedlichen Reaktionen der verschiedenen Feldkulturen sind dabei für die zukünftige Forschung von besonderer Bedeutung. Diese Arbeit ist entscheidend für die nachhaltige Landwirtschaft, wenn Methoden, wie z.B. die partielle Austrocknung der Wurzelzonen (PRD), effektiv umgesetzt werden sollen.