Experimenteller Nachweis
Um nachzuweisen, dass durch Photosynthese produzierte Saccharose der entscheidende Signalgeber ist, haben Kircher und Schopfer die Pflanzen in einen Raum mit Licht, aber ohne Kohlendioxid (CO2) in der Luft gestellt, in dem folglich keine Photosynthese möglich ist. Daraufhin wurden keine weiteren Seitenwurzeln ausgebildet. Bestätigt wurde dieses Ergebnis durch einen weiteren Versuch. Dabei haben die beiden Biologen entweder Blätter oder Wurzeln im Dunkeln mit einer Saccharose-Lösung behandelt. Bei beiden Versuchsansätzen haben sich Seitenwurzeln wie in Kontrollpflanzen entwickelt, die dem Licht ausgesetzt waren. „Diese Ergebnisse zeigen, dass die Produktion von Saccharose in den Blättern für die Bildung von Seitenwurzeln notwendig ist. Und es bestätigt die Hypothese, dass die Saccharose als Signalüberträger von Lichtreizen dient“, sagt Kircher.Aktivierung der Auxin-Biosynthese durch das Saccharose-Signal
In früheren Studien haben Forschende bereits nachgewiesen, dass das aus der Aminosäure Tryptophan in den Wurzeln entstehende Auxin der Taktgeber für die Entwicklung von Seitenwurzeln ist. Kircher und Schopfer haben nun gezeigt, wie Saccharose diesen Prozess anstößt. Dafür stellten sie die Pflanzen zwei Tage lang in einen dunklen Raum und führten verschiedene Experimente und deren Einfluss auf die Bildung von Seitenwurzeln durch. Den stärksten Effekt hatte die Zugabe von Tryptophan an die Wurzeln bei gleichzeitiger Behandlung der Blätter mit Saccharose. Im Gegensatz zeigte Tryptophan wenig Wirkung, wenn es an den Blättern angewendet wurde oder ohne Saccharose an den Wurzeln. „Diese Beobachtungen bestätigen, dass die in der Photosynthese produzierte Saccharose als Auslöser für die Synthese von Auxin dient“, so Kircher.Den Artikel finden Sie unter:
https://kommunikation.uni-freiburg.de/pm/2023/licht-steuert-das-wachstum-von-pflanzenwurzeln-vermittelt-durch-das-signalmolekuel-saccharose
Quelle: Albert-Ludwigs-Universität Freiburg im Breisgau (05/2023)
Publikation:
Kircher, Stefan, Schopfer, Peter: Photosynthetic sucrose drives the lateral root clock in Arabidopsis seedlings. In: Current Biology 33, June 2023 https://doi.org/10.1016/j.cub.2023.04.061