Wenn man sich einen Baum ansieht, kann es schwierig sein, sich die schiere Wassermenge vorzustellen, die von den Wurzeln bis zum Blätterdach hochgezogen wird. Diese Menge an Wasser ist enorm und setzt die Zellen stark unter Druck, daher ist Lignin, die Substanz, die Pflanzen zur Stärkung der Zellwände verwenden, ein wichtiges Produkt. Aber was passiert mit Lignin, wenn man ihm die Schwerkraft nimmt? Wachstum und Verholzung bei Setzlingen, die acht Tage Mikrogravitation ausgesetzt waren von Cowles et al. ist eine Studie, die darauf abzielt, dies herauszufinden.

Das Experiment an STS-3 bestand darin, Kiefernsetzlinge mit Mungobohnen und Hafersamen zu züchten. Es gab ein paar Ziele. Zum einen sollte untersucht werden, wie sich die Schwerkraft auf die Produktion von Lignin auswirkt. Die andere bestand darin, die PGU, die Pflanzenwachstumseinheit, zu testen, die in folgenden Missionen verwendet werden würde.

Um die Wirkung der Schwerkraft zu sehen, wurde ein PGU mit ähnlichen Pflanzen auf der Erde gehalten, um die Entwicklung der Pflanzen vergleichen zu können.

Die Keimung der umlaufenden Pflanzen war ähnlich wie bei den 1-g-Pflanzen. Cowles et al. weisen darauf hin, dass die Samen vor dem Start vorbereitet werden müssen, was ihnen zwölf Stunden Zeit zum Keimen auf der Erde gab. Sie fanden heraus, dass die fliegenden Pflanzen weniger wuchsen, und im Fall der Samen wuchsen die Wurzeln sowohl nach oben als auch nach unten. Einige der Pflanzen, die im Orbit wuchsen, enthielten auch weniger Lignin.

In jüngster Zeit gab es viele Artikel, die diese Forschung zitierten Expression stressbezogener Gene in Zebraholz (Astronium fraxinifolium, Anacardiaceae)-Keimlingen nach der Keimung in Schwerelosigkeit von Inglis et al. in Genetik und Molekularbiologie ab diesem Jahr.

Kürzlich in Annals of Botany es gab Xylementwicklung und Zellwandveränderungen von Sojabohnensämlingen, die im Weltraum angebaut werden und in die entgegengesetzte Richtung Der Hypergravitationsstimulus verbessert die Entwicklung des primären Xylems und verringert die mechanischen Eigenschaften der sekundären Zellwände in Blütenstandsstämmen von Arabidopsis thaliana von Nakabayashi et al.

Es ist interessant, dass es immer noch zitiert wird, weil die Ergebnisse nicht alle signifikant waren. Während die Mungbohnen weniger Lignin enthielten, hatten die Hafer- und Kiefernkeimlinge nicht wesentlich weniger und das Experiment war relativ klein. Bei diesem Flug ging es jedoch nicht nur um die Ergebnisse, sondern auch um die Etablierung einer Methode. Durch die Darstellung der experimentellen Technik, die zur Analyse der Pflanze verwendet wurde, legten Cowles et al. eine Grundlage für andere Forscher, um ihre Techniken zu vergleichen und zu verbessern.

Die grundlegende Frage, die sie untersucht haben, bleibt wichtig. Das Verständnis der Prozesse, die Lignin produzieren, könnte bei der Technologie auf der Erde helfen. Hilfreich wäre zum Beispiel Biokraftstoff produzieren wenn von vornherein weniger Lignin drin wäre. Pflanzen zu starten und im Weltraum zu züchten, wäre ein spektakulär ineffizienter Weg, dies zu tun. Bei kleinen Proben kann es jedoch ein nützlicher Weg sein, eine Variable zu isolieren und dabei zu helfen, die Mechanik der Ligninproduktion herauszufinden.

Sie können weitere Beiträge zu Artikeln aus unserem Spaceflight-Supplement von lesen Klicken Sie auf das STS-3-Tag.

Zeitungen von heute

Cowles JR, Schelde HW, Lemay R. & Peterson C. (1984). Wachstum und Verholzung in Setzlingen, die acht Tage der Mikrogravitation ausgesetzt sind,

(sup3) 33-48. DOI:

Chapple C. & Rick Meilan (2007). Die Abhängigkeit des Lignins von der Biokraftstoffproduktion verringern.

(7) 746-748. DOI: http://dx.doi.org/10.1038/nbt0707-746

de Micco V., J.-P. Joseleau & K. Ruel (2008). Xylementwicklung und Zellwandveränderungen von Sojabohnensämlingen, die im Weltraum angebaut wurden,

(5) 661-669. DOI: http://dx.doi.org/10.1093/aob/mcn001

Inglis PW, Ciampi AY, Salomão AN, Costa TDSA & Azevedo VCR (2013). Expression von Stress-assoziierten Genen in Keimlingen aus Zebraholz (Astronium fraxinifolium, Anacardiaceae) nach der Keimung in Schwerelosigkeit.,

PMID: http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/24688295

NAKABAYASHI I. (2006). Der Hypergravitationsstimulus verbessert die Entwicklung des primären Xylems und verringert die mechanischen Eigenschaften der sekundären Zellwände in den Blütenständen von Arabidopsis thaliana,

(6) 1083-1090. DOI: http://dx.doi.org/10.1093/aob/mcl055