Die Stomata-Poren auf Pflanzenblättern ermöglichen CO₂ eintreten und Wasserdampf austreten, wodurch die Hydratation und Photosynthese der Pflanzen gesteuert werden. Die Stomata reagieren dynamisch auf eine Vielzahl von Umweltfaktoren, die am weitesten verbreitete Stomata-Dynamik sind jedoch Reaktionen auf Licht und Blatt-Luft-Dampfdruckdifferenz (VPD). Konzentriert man sich auf VPD, schließen sich die Stomata, wenn die VPD ansteigt (oder mit anderen Worten, die Stomata schließen sich, wenn die Luft um das Blatt herum weniger feucht ist als die Luft im Blatt), wodurch die Auswirkungen des Verdunstungsbedarfs auf den Wasserverlust der Pflanzen gemildert werden. Der für diese Reaktion bei Angiospermen verantwortliche Mechanismus bleibt jedoch umstritten. Es wurde die Hypothese aufgestellt, dass es durch passive Änderungen des Turgors der stomatalen Schließzellen, Änderungen des Ionenflusses in die Schließzellen und/oder die Wirkung des Phytohormons Abscisinsäure kontrolliert werden kann.

In ihrer neuen Studie veröffentlicht in AoBP, Cardoso et al. versuchen, die hydraulische und hormonelle Kontrolle der Stomata-Reaktion auf VPD zu trennen, indem sie das osmotische Potenzial von Sonnenblumen manipulieren (Helianthus) Blätter. Sie testeten diese Reaktion auch in einer ABA-defizienten Sonnenblumenmutante (der sogenannten Wilty-Mutante). Sie fanden heraus, dass Stomataöffnungen während VPD-Übergängen in Sonnenblumenpflanzen mit gegensätzlichen osmotischen Potenzialen eng mit den ABA-Spiegeln in den Blättern verbunden waren. Darüber hinaus beobachteten sie, dass die Unfähigkeit, ABA bei hohem VPD in mutierten Pflanzen zu synthetisieren, dazu führte, dass Stomata nicht auf erhöhten VPD reagierten. Diese Ergebnisse stimmen eher mit einer hormonellen, ABA-vermittelten Stomata-Reaktion auf VPD überein als mit einer hydraulisch getriebenen Stomata-Reaktion auf VPD. Obwohl bezüglich dieses komplexen Mechanismus noch viele Fragen zu beantworten sind, schlussfolgern die Autoren, dass die ABA-Spiegel in den Blättern das beste metabolische Signal liefern, um die Stomata-Reaktion auf VPD in Angiospermen zu erklären.

Forscher-Highlight

Amanda A. Cardoso ist eine brasilianische Wissenschaftlerin, die sich seit 2016 mit Pflanzenhydraulik beschäftigt, als sie nach Australien zog, um einen Teil ihrer Promotion bei Professor Timothy Brodribb an der University of Tasmania durchzuführen. Anschließend führte sie ein Postdoc im Labor von Professor Scott McAdam an der Purdue University in den USA durch. Amanda interessiert sich hauptsächlich dafür, den Wassertransport innerhalb von Pflanzen zu verstehen, und ihr Hintergrund reicht von Xylem bis zu Stomata. Neben der Untersuchung von Angiospermen nutzt sie nicht-konventionelle Pflanzen wie Lycophyten und Farne, um den Ursprung und die Entwicklung des Wassertransports in Pflanzen zu verstehen.