Wichtiger Schritt zur Aufklärung des Stickstofftransports in Pflanzen

Hohenheimer Pflanzenernährer identifizieren ersten aktiven Harnstoff-Transporter in Pflanzen

Der Arbeitsgruppe um Prof. Dr. Nicolaus von Wirén vom Institut für Pflanzenernährung der Universität Hohenheim ist es gelungen, den ersten aktiven Harnstoff-Transporter in Pflanzen zu charakterisieren. Harnstoff ist weltweit die am häufigsten eingesetzte Stickstoff-Form bei der Düngung von Nutzpflanzen. Doch bisher war es unklar, ob Pflanzen Harnstoff überhaupt direkt, also ohne vorhergehende Umwandlung, aufnehmen können.

Harnstoff ist im Boden meist in geringen Konzentrationen vorhanden, weil er durch Bodenorganismen schnell zersetzt wird. Frühere Forschungen hatten ergeben, dass Harnstoff mit Hilfe des Enzyms Urease in Ammonium und Kohlendioxyd gespalten wird. Der meiste Stickstoff, der aus Harnstoff stammt, kommt daher in Form von Ammonium in die Pflanzenwurzeln. Bisherige physiologische Hinweise, dass Harnstoff auch direkt in die Pflanzenzellen transportiert wird, waren nur schwer zu interpretieren, weil die Transportwege auf der molekularen Ebene bisher nicht nachvollzogen werden konnten.

Prof. von Wirén und seine Mitarbeiter suchten nun nach pflanzlichen Genen, die die Harnstoff-Aufnahme in einer Hefemutante vermitteln, die selbst kaum noch Harnstoff aufnehmen kann. Dabei haben die Forscher herausgefunden, dass das Gen AtDUR3 der Ackerschmalwand (Arabidopsis thaliana) ein Transportprotein kodiert, das Harnstoff im Co-Transport mit Protonen in die pflanzliche Zelle bringt. Ihre Arbeiten haben ergeben, dass dieses Transportprotein vor allem unter Stickstoffmangel in den Wurzeln gebildet wird und die Aufnahme von Harnstoff gerade bei geringen Harnstoff-Konzentrationen im Boden ermöglichen kann.

Diese Ergebnisse wurden jetzt in der März-Ausgabe der wissenschaftlichen Zeitschrift The Plant Cell veröffentlicht.

The Plant Cell, Vol. 15, 790-800.
März 2003

Kontaktadresse (nicht zur Veröffentlichung):
Universität Hohenheim
Institut für Pflanzenernährung
Prof. Dr. Nicolaus von Wirén
70593 Stuttgart
Telefon: 0711/459-2344
Telefax: 0711/459-3295
email: vonwiren@uni-hohenheim.de