21.06.2023
Was extremer Salzstress mit Blättern macht
Gärtner wissen das: Bei Wassermangel, Hitze oder intensiver Bewässerung steigt der Salzgehalt im Boden. Das Problem nimmt mit dem Klimawandel zu, vor allem da sehr viele unserer Kulturpflanzen empfindlich auf zu viel Salz reagieren. Auf die zunehmende Versalzung der Bö- den antworten sie mit einem deutlich verminderten Wachstum. Es gibt aber auch Pflanzen, bei denen das Problem weniger stark auftritt. Diese haben sich jetzt Pflanzenforscherinnen und Pflanzenforscher der Julius-Maximilians-Universität (JMU) Würzburg unter der Leiter von Rainer Hedrich angesehen und darüber im Wissenschaftsjournal New Phytologist berichtet.
Geflutete Tabakblätter
Als «Versuchskaninchen» dienten Tabakpflanzen. Die Forschenden fluteten die Zellzwischenräume in deren Blättern mit einer 30-prozentigen Meersalzlösung. Der Salzstress löste eine Absenkung des Drucks in den Blattzellen aus. Die so behandelten Blätter sanken nach unten. «Darauf waren wir vorbereitet», so Rainer Hedrich, «dass sich das Blatt aber wieder gänzlich von der Salzflutung erholte und nach nur 30 bis 40 Minuten seine ursprüngliche Position einnahm, war mehr als erstaunlich.» Die injizierte Salzdosis verblieb dabei sogar im Blatt. Allerdings nicht in den Zellzwischenräumen. Sie wurde einfach ins Zellplasma aufgenommen.
Genauer: Das den Druck im Blatt verringernde Salz wurde sozusagen in die Zelle importiert und danach in das grösste Zellkompartiment, die Vakuole, geschleust. Durch diesen Schritt trat das anfänglich durch Osmose verlorene Wasser wieder in die Zelle. Der Zelldruck konnte sich wieder aufbauen und das Blatt bewegte sich in die Ausgangslage zurück.
Blätter toleranter als Wurzeln
Bisher ging man davon aus, dass das Salz vor allem über die Wurzeln in den Boden zurück verwiesen wird. Offenbar haben aber auch Blätter einen geeigneten Mechanismus, mit dem unerwünschten Stoff zurechtzukommen.
«Die Wurzeln der meisten Pflanzen leiden schon, wenn sie mit nur einem Viertel der Salzdosis in Kontakt kommen, die wir dem Tabakblatt aufgezwungen haben», erklärt Kai Konrad, der ebenfalls an der Studie mitgewirkt hat. Blätter haben damit offenbar eine bessere Salzstressbewältigung und somit Salztoleranz als Wurzeln. An einem bestimmten Punkt ist aber Schluss. Bei anhaltender Bodenversalzung läuft der Salzspeicher in der Vakuole voll und bringt die Salztoleranz auch im Blatt an ihre Grenzen. Die besser verstandenen Salzentgiftungsmechanismen in Blättern sollen nun helfen, neue Strategien zur Erzeugung von salztoleranten Kulturpflanzen zu entwickeln.
Text: Alexandra von Ascheraden, Foto: Joachim Süß/Pixabay