Die Wurzeln unserer Ernährung
Tübinger Max-Planck-Forscher erklären, wie die Wurzelbildung in Pflanzen gesteuert wird
Ive De Smet
Bereits vor etwa zweihundert Jahren prophezeite der britische Ökonom Thomas Robert Malthus, dass eine kontinuierlich wachsende Weltbevölkerung früher oder später mit Hungersnöten, Krankheiten und einer erhöhten Todesrate konfrontiert werden wird. Heute stehen wir vor der Herausforderung, ausreichend Nahrung für eine ständig wachsende Weltbevölkerung bereitzustellen. Dies wird eine Erhöhung der Nahrungsmittelproduktion erfordern, welche die der letzten Jahrzehnte übersteigt. Um das zu erreichen, benötigen wir eine neue grüne Revolution: Pflanzen, die auf nährstoffarmen und trockenen Böden wachsen und dennoch hohe Erträge liefern.
Bei Pflanzen denkt man normalerweise zunächst an Blätter, bunte Blüten und mehr oder weniger schmackhafte Früchte, jedoch nur selten an die unter der Erde verstecken Wurzeln. Der das Leben oberhalb des Erdbodens überhaupt erst ermöglichende Pflanzenteil, das Wurzelsystem, besteht aus einer Hauptwurzel, von der viele Seitenwurzeln "abzweigen". Ohne Wurzeln könnten die meisten Pflanzen weder Wasser noch Nährstoffe aufnehmen noch sich im Boden verankern oder mit bestimten symbiotischen Organismen interagieren.
Auf frühere Beobachtungen aufbauend, beschrieben Wissenschaftler aus der Abteilung von Gerd Jürgens am Tübinger Max-Planck-Institut für Entwicklungsbiologie zusammen mit Kollegen aus Belgien, dass die Kombination aus einer erhöhten Zellzyklusaktivität und dem Pflanzenhormon Auxin, die Ausbildung von Seitenwurzeln bei der Ackerschmalwand Arabidopsis thaliana fördert. Des Weiteren haben sie nachgewiesen, dass zwei Proteine, welche ausschlaggebend für die Embryoentwicklung sind, ebenfalls eine Rolle bei der "Verzweigung" der Wurzeln spielen. Zum ersten Mal konnte gezeigt werden, dass die Reaktion auf das Pflanzenhormon Auxin in einzelnen, aufeinanderfolgenden Schritten stattfindet.
"Dieses Wissen über ein verbessertes und verstärktes Wurzelsystem ist ein wichtiger Schritt, um die Ernährung der Weltbevölkerung zu sichern. Es hilft die Ernte zu steigern und stärkt die Rolle der Pflanze als Energielieferant", sagt Ive De Smet. "Da Wasser, Stickstoff und Phosphor oft nur begrenzt vorhanden sind, ermöglicht ein Wurzelsystem, das Nährstoffe effektiver aufnehmen und speichern kann, einen reduzierten Düngemitteleinsatz auf minderwertigen Böden", fügt der Biologe hinzu.
Originalveröffentlichung: Ive De Smet, Steffen Lau, Ute Voß, Steffen Vanneste, René Benjamins, Eike H. Rademacher, Alexandra Schlereth, Bert De Rybel, Valya Vassileva, Wim Grunewald, Mirande Naudts, Mitchell P. Levesque, Jasmin S. Ehrismann, Dirk Inzé, Christian Luschnig, Philip N. Benfey, Dolf Weijers, Marc C. E. Van Montagu, Malcolm J. Bennett, Gerd Jürgens, Tom Beeckmann; "Bimodular auxin response controls organogenesis in Arabidopsis"; PNAS Early Edition 2010.