Botanik

Wie Pflanzen bei Hitze ihr Wachstum stoppen

Bei Hitze und Trockenheit hören Spross und Wurzeln von Pflanzen auf zu wachsen. An dem Prozess sind „oben“ wie „unten“ die gleichen Hormone und Proteine beteiligt, laut einer neuen Studie läuft er auf molekularer Ebene aber genau gegenteilig ab.

Hitzestress führt bei Pflanzen zu einer veränderten 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, berichtet ein Team um den Botaniker Jürgen Kleine-Vehn von der Universität für Bodenkultur (Boku) Wien im Fachjournal "PNAS“.

Molekularer Effekt genau 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: „Der molekulare Effekt ist aber im Spross und in den Wurzeln genau umgekehrt“.

Der Wirkort der PILS-Eiweißstoffe, das Endoplasmatische Retikulum, 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.