Wie Bäume sich an Klimastress anpassen

Wie dies auf molekularer Ebene geschieht, konnte jetzt ein Wissenschaftsteam um Prof. Dr. Jörg-Peter Schnitzler, Abteilung Experimentelle Umweltsimulation (EUS) und Prof. Dr. Klaus F. X. Mayer, Abteilung Genomik und Systembiologie der Pflanze (PGSB) am Helmholtz Zentrum München, zeigen. Die Ergebnisse wurden im Journal The Plant Cell veröffentlicht.

Die Anpassungsfähigkeit von Bäumen ist ausgesprochen effektiv. Nach einer Stressbelastung durch Dürre oder Hitze, wie wir es gerade gehäuft in Mitteleuropa erleben, können die Pflanzen nach der Erholungsphase in nachfolgenden, gleichen Stresssituationen bereits wesentlich besser damit umgehen und steigern sogar noch die Fotosyntheserate unter Normalbedingungen. „Wir gehen davon aus, dass es eine Art molekulares Gedächtnis für solche Extremsituationen gibt. Dies ermöglicht den Pflanzen dann möglichst anpassungsfähig zu werden“, erklärt Schnitzler. 

In Umweltsimulationskammern wurden die Reaktionen auf genetischer Ebene bei der Versuchspflanze Populus × canescens (Grau-Pappel) untersucht, die diese unter Stresssituationen zeigte. Nur einige, wenige Gene spielten in allen Geweben - von jungen Blättern bis zu Wurzelgewebe - eine wichtige Rolle. Dabei handelte es sich unter anderem um zwei homologe Gene eines Transkriptionsfaktors, der in der Modellpflanze Arabidopsis zu einer Aktivierung der Fotosynthese führt.

Zukünftig will sich das Team weiterhin mit der Regulierung der ‘Gedächtnis-Gene‘ in den verschiedenen Gewebearten beschäftigen. „Wir wollen jetzt herausfinden, ob diese Gene in ihrer Eigenschaft auch bei Getreidepflanzen gefunden werden können“, sagt Schnitzler. Dies könnte ein Beitrag zum besseren Umgang mit Nahrungspflanzen mit zukünftigen, klimatischen Extremsituationen sein.

Infos: Prof. Dr. J.-P. Schnitzler, Helmholtz Zentrum München - Deutsches Forschungszentrum für Gesundheit und Umwelt (GmbH), Abteilung Experimentelle Umweltsimulation, jp.schnitzler@helmholtz-muenchen.de