Erforschung pflanzlicher Anpassungsmechanismen an Trockenheit
Immergrüne Gräser werden in die C3- bzw. C4-Kategorie eingeteilt, je nachdem, welcher Signalweg während der Photosynthese für die Speicherung von Kohlendioxid (CO2) genutzt wird. Daraus resultieren wiederum Unterschiede beim Wasser-, Licht- und Feuchtigkeitsbedarf sowie in den Wachstumsphasen. Die Erforschung der Mechanismen, die es bestimmten Gräsern ermöglichen, Wassermangel und Trockenheit zu tolerieren, ist Thema des EU-finanzierten Projekts C3, C4 AND Drought. Untersucht wurde, inwieweit Stress durch Wassermangel die photochemische Aktivität verschiedener Ökotypen ein und derselben Art beeinflusst. Hierfür wurde wilde Gerste aus der Negev-Wüste und dem Mittelmeerraum verglichen. Während des Wachstums wurden die Pflanzen unterschiedlich stark bewässert, gleichzeitig wurden Photosyntheserate, Wurzel- und Sprosswachstum beurteilt. Im Gegensatz zu mediterranen Ökotypen reduzierten Wüstenökotypen der wilden Gerste unter großem Trockenheitsstress die photochemische Aktivität ihrer Blätter. Damit kommt der Photorespiration bei Wüstenpflanzen eine neue Rolle bei der Anpassung zu. Weiterhin wurde an der Modellpflanze Schismus arabicus die Auswirkung von Trockenheit auf die Keimfähigkeit und Samenbildung untersucht. S. arabicus zeigte faszinierende Anpassungs- und Überlebensmechanismen, die Keimung und Wachstum sowie Samenbildung ermöglichen, selbst in Jahren mit extrem seltenen Niederschlägen. Wie beobachtet wurde, hängt es wesentlich vom Monat der Keimung ab, ob S. Arabicus-Keimlinge überleben, was auf eine jährliche Periodizität dieses phänomenalen Überlebensmechanismus hindeutet. Die Ergebnisse der Studie könnten wertvolle Hinweise zu den Mechanismen liefern, mit denen sich Pflanzen an lange Dürreperioden anpassen. Dies wiederum wird wesentlich dazu beitragen, Nachhaltigkeit in der Landwirtschaft zu fördern, Desertifikation zu verhindern und die C3/C4-Konkurrenz zu erforschen.
