Salz kann für Pflanzen unglaublich schädlich sein und das Wachstum von der Keimung bis zur Reife beeinträchtigen. Salz stört das osmotische Gleichgewicht von Pflanzenzellen und verursacht gleichzeitig oxidative Schäden, wie andere Formen von Umweltstress. Diese Kombination aus osmotischem und oxidativem Stress führt weltweit zu erheblichen landwirtschaftlichen Ertragsverlusten, und diese Bedrohung nimmt in trockenen und halbtrockenen Gebieten aufgrund steigender globaler Temperaturen zu. Für Nutzpflanzen wird eine zunehmende Salztoleranz entscheidend sein, um die zukünftige Ernährungssicherheit zu gewährleisten.
Die gute Nachricht ist, dass bereits bei mehreren Pflanzenarten Unterschiede in der Salztoleranz festgestellt wurden. Besonders deutlich wird dies bei Gerste, wo verschiedene Genotypen sehr unterschiedliche Empfindlichkeiten gegenüber Salzstress aufweisen. Um osmotischen Stress zu überwinden, neigen tolerante Genotypen dazu, Osmoschutzmittel wie Prolin und lösliche Zucker anzureichern. Diese Osmoschutzmittel sind die Hauptakteure der zellulären osmotischen Anpassung, die verwendet wird, um den zytoplasmatischen Wassergehalt aufrechtzuerhalten. Oxidativer Stress hingegen wird teilweise durch antioxidative enzymatische Abfangverbindungen wie Superoxiddismutase (SOD), Ascorbatperoxidase (APX) und Katalase (CAT) ausgeglichen. Es wurde vorgeschlagen, dass verschiedene Isoformen dieser antioxidativen Enzyme als biochemische Marker verwendet werden könnten, um für eine verbesserte Stresstoleranz zu züchten.
In ihrer neuen Studie veröffentlicht in AoBP, Ouertani et al. zielten darauf ab, die Beiträge von osmotischen und oxidativen Stresskomponenten in Blättern und Wurzeln des Gerstenwachstums unter Salzstress zu klären. In der Arbeit wurden zwei tunesische Gersten-Landrassen, die sich in ihrer Empfindlichkeit gegenüber Salzstress unterscheiden, Barrage Malleg (tolerant) und Saouef (empfindlich), starkem Salzstress ausgesetzt. Die Sämlinge wurden auf mehrere Wachstumsmerkmale untersucht, darunter der Gehalt an Prolin und löslichem Zucker, antioxidative Enzymaktivitäten (SOS, CAT und APX) und Genexpressionsniveaus.
Die Ergebnisse der Studie zeigten, dass die salztolerante Landrasse Barrage Malleg schneller wuchs, mehr Prolin und lösliche Zucker ansammelte und ein stärkeres Antioxidanssystem hatte als Saouef, wenn sie unter extremem Salzgehalt gezüchtet wurde. Die schrittweise Regressionsanalyse zeigte, dass das wichtigste Merkmal für das Gerstenwachstum unter starkem Salzstress das Niveau der Kupfer/Zink-SOD-Genexpression war, was darauf hindeutet, dass die Linderung von oxidativem Stress und die Aufrechterhaltung der osmotischen Homöostase der Zellen Priorität haben. Ouertani et al. hoffen, dass die zukünftige Forschung auf den Ergebnissen ihrer Arbeit aufbauen und ein tieferes Verständnis der Toleranzmechanismen liefern wird, die durch die Kupfer/Zink-SOD-Expression, -Aktivität und den damit verbundenen Metabolismus ermöglicht werden.
