Phosphor ist entscheidend für die Pflanzenentwicklung. Um es zu bekommen, gehen sie oft Partnerschaften mit Pilzen ein, um Kohlenhydrate gegen Nährstoffe auszutauschen, aber nicht mit weißen Lupinen, lupinus albus. Im Gegensatz zu den meisten Pflanzen kann die Weiße Lupine keine Mykorrhiza-Partnerschaften eingehen. Stattdessen bewältigen sie Phosphormangel, indem sie Clusterwurzeln entwickeln, die ein bisschen wie Flaschenbürsten aussehen. Diese geben viele Exsudate an den Boden ab, um Phosphor aus der Umgebung zu ziehen. Das sieht eine neue Studie von Chuanyong Xiong und Kollegen an wie sich diese Wurzeln bilden. Ihre Erkenntnisse könnten dazu beitragen, Nutzpflanzen zu entwickeln, die Phosphor im Boden besser nutzen können und nicht mehr Düngemittel benötigen.
Auxin ist eine Gruppe von Pflanzenhormonen, die für viele Dinge verantwortlich sind, einschließlich der Wurzelentwicklung. Flavonoide Diese Sekundärmetaboliten die unter anderem den Auxintransport hemmen und so die Auxinakkumulation in Pflanzengewebe steuern können. Xiong und Kollegen wollten untersuchen, wie Flavonoide und Auxin in weißen Lupinen interagieren, um Clusterwurzeln zu bilden, wenn die Pflanzen einen Phosphormangel spüren. Sie taten dies, indem sie Pflanzen mit Hydroponik anbauten, um die Konzentrationen und die Verfügbarkeit von Phosphor, dem sie ausgesetzt waren, zu kontrollieren.
Nach dem Anbau der Pflanzen haben die Botaniker sie geerntet und die Wurzeln getestet. Sie konnten die Konzentrationen von Flavonoiden in Proben mit testen Hochleistungsflüssigkeitschromatographie (HPLC). Dies ist eine Technik, die ein chemisches Gemisch in seine Bestandteile auftrennt, wobei Moleküle auf einer Platte oder in einer Säule eine unterschiedliche Strecke zurücklegen, ein bisschen wie ein Lateral-Flow-Test für Chemikalien.
Xiong und Kollegen schreiben: „In dieser Studie haben wir das Verteilungsprofil von Flavonoiden in Clusterwurzeln charakterisiert und festgestellt, dass es vom P-Status beeinflusst wird. Dies wird durch quantitative Ergebnisse belegt, die eine genaue räumliche Lokalisierung der Flavonoidakkumulation mit unterschiedlichen Mustern zeigen. Eine Störung der Flavonoidverteilung regulierte die Cluster-Root-Bildung negativ, wie durch die Wirkungen exogener Flavonoide und RNAi-abgeschwächte Flavonoidakkumulation belegt wurde. Weiterhin wurde ein gewebespezifisches Akkumulationsmuster von Flavonoiden in Clusterwurzelanlagen charakterisiert, das der Lokalisation der Auxinantworten ähnelte. Zusammen mit der hemmenden Wirkung von Naringenin auf die Auxin-Antwort, die mit der Cluster-Root-Bildung zusammenhängt, liefern die vorliegenden Ergebnisse Hinweise darauf, dass Flavonoide und Auxin während der Cluster-Wurzel-Bildung in der Weißen Lupine unter P-Mangel interagieren.“
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Chuanyong Xiong, Xiaoqing Li, Xin Wang, Jingxin Wang, Hans Lambers, Carroll P Vance, Jianbo Shen, Lingyun Cheng, Flavonoide sind an der durch Phosphormangel induzierten Clusterwurzelbildung in der weißen Lupine beteiligt. Annals of Botany, https://doi.org/10.1093/aob/mcab131
