Gen für die Berührungsreaktionen von Pflanzen gefunden Forschungsergebnisse in »Nature Plants« veröffentlicht

Pflanzen zu drücken oder zu streicheln ist eine jahrhundertealte Methode im japanischen Landbau. Die mechanische Stressbehandlung erhöht die Widerstandsfähigkeit der Pflanzen und steigert damit auch den Ertrag, führt aber auch zu gedrungenem Wachstum und verzögertem Blühen. Verantwortlich dafür ist ein Gen, das nun von Dr. Maria Pimenta Lange und Prof. Theo Lange vom Institut für Pflanzenbiologie der Technischen Universität Braunschweig entdeckt wurde.

Arabidopsis thaliana reagieren auf Berührung. Die Mutanten Pflanze hat das Gen „AtGA2ox7“ verloren und reagiert deshalb nicht mehr auf Berührung (Pflanzen von links nach rechts: Wildtyp, Wildtyp zweimal täglich berührt; Mutante, Mutante zweimal täglich berührt).

Die positive Auswirkung mechanischer Stressbehandlung von Pflanzen wurde erst vor wenigen Jahren in den westlichen Industrienationen bekannt. Bis dahin ging die Forschung davon aus, dass sich die sogenannte Thigmomorphogenese vor allem durch gedrungenes Wachstum und verzögertes Blühen auf Pflanzen auswirke, erläutert Prof. Theo Lange. Forschungsergebnisse aus den USA und der Schweiz wiesen in den vergangenen Jahren auch auf nützliche Effekte hin, wie etwa eine bessere Schädlingsabwehr, jedoch ohne den Wirkmechanismus aufzuklären, so der Braunschweiger Pflanzenbiologe.

Gemeinsam mit Dr. Maria Pimenta Lange ist es dem Leiter der Abteilung Biochemie und Physiologie der Pflanzen am Institut für Pflanzenbiologie der TU Braunschweig nun gelungen, das Gen zu identifizieren, das für die Berührungsreaktion von Pflanzen verantwortlich ist. Das Gen „AtGA2ox7“ kodiert ein Protein, das für den Abbau eines bestimmten Pflanzenhormons, den Gibberellinen, zuständig ist. Ohne dieses Gen, so die aktuellen Forschungsergebnisse der Braunschweiger Pflanzenbiologen, reagiere die Pflanze auf den Berührungsreiz nicht mehr mit morphologischen Veränderungen und wachse wie eine unbeeinflusste Vergleichspflanze.

Prof. Dr. Theo Lange und Dr. Maria Pimenta Lange von der Abteilung Biochemie und Physiologie der Pflanzen am Institut für Pflanzenbiologie der TU Braunschweig

In den kommenden Monaten setzt das Braunschweiger Forscherteam seine Arbeit fort und untersucht, inwieweit in genveränderten Pflanzen nach einer Berührung gewünschte Eigenschaften, wie gesteigerte Stressresistenz, erhalten geblieben sind. Auch soll untersucht werden, wie das identifizierte Gen als Marker beispielsweise in Züchtungsprogrammen eingesetzt werden kann. „Langfristig bietet unsere Grundlagenforschung die Möglichkeit, die jahrhundertealte japanische Methode als Anwendung im ökologischen Landbau weiterzuentwickeln und nachteilige Auswirkungen mit Mitteln der Biotechnologie zu lindern“, erklärt Prof. Lange.

Die Finanzierung des Forschungsprojektes erfolgte mit Eigenmitteln des Instituts für Pflanzenbiologie der Technischen Universität Braunschweig.

Zur Publikation

Maria João Pimenta Lange, Theo Lange: Touch-induced changes in Arabidopsis morphology dependent on gibberellin breakdown. Nature Plants, doi: 10.1038/nplants.2014.25 (2015).

Kontakt

Prof. Dr. Theo Lange
Institut für Pflanzenbiologie
Abteilung Biochemie und Physiologie der Pflanzen
Technische Universität Braunschweig
Mendelssohnstraße 4
38106 Braunschweig
Tel.: 0531/391-5879
E-Mail:  theo.lange@tu-braunschweig.de
www.ifp.tu-bs.de/MS4/MHP/Mhpindex.htm