2022_03 Zucker hilft gegen Salz

Was war die Frage hinter dieser Arbeit? Die Zuckerhirse stammt aus Ostafrika und ist daher an harsche Bedingungen angepasst. Seit einigen Jahren versuchen wir, das Potential dieser schnellwüchsigen Pflanze für die Bioökonomie zu entwickeln. Da sie sehr anspruchslos ist, kann man sie auch dort noch anbauen, wo sonst keine Lebensmittel erzeugt werden - der Konflikt Bioökonomie versus Ernährung lässt sich also umgehen. Aufgrund der steigenden Meeresspiegel fallen immer mehr Flächen der Versalzung zum Opfer. In ihrer Doktorarbeit untersuchte Eman Abuslima, warum manche Zuckerhirsen so gut damit zurechtkommen.

Wie sind wir die Frage angegangen? Wenn eine Pflanze Salzstress ausgesetzt ist, werden natürlich zahlreiche Gene aktiviert, während andere stillgelegt werden. Was das jeweils bedeutet, ist nicht so einfach feststellbar - ist die jeweilige Veränderung Ausdruck eines besonders hohen Stressniveaus der Pflanze oder zeigt sie an, dass sich die Pflanze anpassen kann? Um hier Licht ins Dunkle zu bringen, haben wir eine vergleichende Studie durchgeführt, wobei zwei Genotypen von Sorghum vergleichend angeschaut wurden - die syrische Landrasse Razinieh ist anfällig, während die Zuckerhirse Della mit einer robusten Salztoleranz ausgestattet ist.

Was kam heraus? Das Ergebnis der sehr vielschichtigen Studie ist überraschen - die Wurzeln können den Blättern sehr schnell melden, dass sie mit Salz zu kämpfen haben. Dies erlaubt es den Blättern, ihre Photosynthese durch vielfältige Änderungen des Stoffwechsels zu wappnen. Sie bilden dann mehr als Zucker als sonst und schicken den in die Wurzel. Mit dieser Schützenhilfe kann die Wurzel die Salzionen über besondere Pumpen in den Vacuolen der Wachstumszone sicherstellen. Die Arbeit ist nun in Frontiers of Plant Science akzeptiert worden und erlaubt es nun, die Züchtung von resilienten Sorten gezielter voranzutreiben.

Veröffentlichung 163. Zhang K, Durst S, Zhu X, Hohenberger P, Han MJ, An GH, Sahi V, Riemann M, Nick P (2021) A rice tubulin tyrosine ligase‐like 12 protein affects the dynamic and orientation of microtubules. J Int Plant Biol 63, 848-864 - pdf