Das Beste aus dem Phosphat in Nutzpflanzen ziehen

Ein Phosphormangel kann sehr ernste Auswirkungen auf die Pflanzenproduktion haben. Die Symptome sind schlechtes Wachstum und Verringerung des Fruchtertrags. Das Projekt "Phosphate signaling in plants: Dynamic study of phosphate movements and gene induction kinetics" (PHOSPHEURUS) hat die Pfade untersucht, die an der Aufnahme, der Detektion und der homöostatischen Steuerung dieses Nährstoffs beteiligt sind.

Unter Verwendung der Modellpflanze Arabidopsis thaliana und der mediterranen kleeartigen Pflanze Medicago truncatula verfolgte das PHOSPHEURUS-Team die Produkte einer Reihe von auf Phosphat reagierenden Genen. Unter Phosphatmangelbedingungen zeichneten die Forscher die Induktion oder Repression der Gene auf, den mit dem Phosphatstoffwechsel zusammenhängen. Für Nachverfolgungszwecke züchteten die Forscher 20 Arabidopsis- und 2 Medicago-Linien, die während der Phosphatregulation leuchten.

Um die technische Barriere freier Phosphatschwankungen zu überwinden, entwickelten die Wissenschaftler eine eingeschlossene Phosphatverbindung für die kontrollierte Freisetzung von Phosphat als Folge der Lichtbeleuchtung in lebenden Zellen.

Diese beiden Werkzeuge wurden verwendet, um neu identifizierte Bestandteile der Signalkaskade für die Phosphaterkennung zu verfolgen. Insbesondere kann festgestellt werden, wie Signale differentiell an unterschiedliche Gewebe in der Pflanze übertragen werden.

Die Identifikation von verschiedenen Markern in der molekularen Maschinerie, die das Phosphat steuert, kann zur Überwachung und Steuerung der Effizienz der Nährstoffausnutzung in Pflanzenkulturen angewandt werden. Die Projektergebnisse, die besonders relevant für ökologische Strategien sind, um den Einsatz von Kunstdünger zu minimieren und zu optimieren, führen auch zu einer effizienteren Nutzung der Nährstoffanwendung.