Bei Hitze und Trockenheit stellen Pflanzen wohlweislich das Wachstum von Spross und Wurzeln ein, berichtet der österreichisch-deutsche Botaniker Jürgen Kleine-Vehn. Dieser Umgebungsstress führt zu veränderter Aktivität des Hormons "Auxin". Sie wird von gewissen Eiweißstoffen (PILS-Proteinen) gesteuert, die wiederum durch unterschiedliche Abbauraten reguliert sind. Gestresste Pflanzen wachsen dadurch gezielt weniger. Die Studie wurde im Fachjournal "PNAS" veröffentlicht.

Ein Team um Kleine-Vehn, der die Studie am Institut für Molekulare Pflanzenbiologie der Universität für Bodenkultur (Boku) Wien durchführte und diese Themen aktuell an der Universität Freiburg in Deutschland weiter bearbeitet, fand heraus, dass PILS-Eiweißstoffe Auxin bei Stressbedingungen von seinem Arbeitsort (dem Zellkern) abziehen und in einem verschachtelten Membransystem (dem Endoplasmatischen Retikulum - ER) zurückhalten.

Molekularer Effekt umgekehrt

Weil Auxin im oberirdischen Spross das Wachstum fördert, bei den Wurzeln aber hemmt, müssen auch seine Regulatoren, also die PILS-Eiweißstoffe, bei Stress dort gegenläufig gesteuert werden. In den Sprossen werden sie dann gehortet, in den Wurzeln abgebaut. "In beiden Fällen wird dadurch das Wachstum reduziert", sagte Kleine-Vehn im Gespräch mit der APA: "Der molekulare Effekt ist aber im Spross und in den Wurzeln genau umgekehrt".

Der Wirkort der PILS-Eiweißstoffe, das ER, ist eine Zellorganelle, die besonders empfindlich auf Stress reagiert, erläuterte er: "Dort laufen nämlich sehr viele biochemische Prozesse ab, die etwa durch Hitze oder veränderte Umweltbedingungen gestört werden". Es ist somit der wohl bestgeeignete Ort, um darauf zu reagieren und das Wachstum durch eine Hormonantwort aktiv einzustellen.

Service: https://doi.org/10.1073/pnas.2218865120