Die Wissenschaftler Harrison Day und Brodribb haben das Verhalten von Weizenpflanzen untersucht (Triticum aestivum L. 'Krichauff') unter extremen Dürrebedingungen untersucht, wie das „Hydrauliksystem“ der Pflanze auf Wassermangel reagiert. Ihre Forschung, veröffentlicht in Annals of Botanyist wichtig, weil es unser Verständnis darüber vertieft, wie solche Pflanzen unter widrigen Bedingungen überleben. Dies könnte erhebliche Auswirkungen auf die Welt haben Ernährungssicherheit, insbesondere in Regionen, in denen Wasserknappheit ein dringendes Problem darstellt.
Das fanden die Forscher unter Extrembedingungen heraus Wasserstress, Weizenpflanzen geben der Wasserversorgung von den Wurzeln an das Fortpflanzungsgewebe Vorrang vor anderen Teilen der Pflanze, wie z. B. Blättern. Diese Trockenresistenzstrategie ermöglicht es den Pflanzen, sich auch bei Wasserknappheit weiter zu vermehren. Diese Fähigkeit bedeutet, dass Weizen und möglicherweise auch andere einjährige Gräser Systeme entwickelt haben, um ihren Lebenszyklus auch unter extremen Dürrebedingungen aufrechtzuerhalten.
Das Problem, das der Weizen zu überwinden versucht, ist die „Xylem-Kavitation“, ein Prozess, bei dem die wasserleitenden Röhren, Xylem genannt, innerhalb einer Pflanze in Dürreperioden durch Luftblasen verstopft werden. Diese Verstopfungen können zum Welken und sogar zum Absterben der Pflanze führen. Bei Weizen funktionieren jedoch auch bei extremem Wasserstress bestimmte Teile des Xylemsystems der Pflanze, insbesondere diejenigen, die das Fortpflanzungsgewebe versorgen, weiterhin und stellen so den Fortpflanzungserfolg der Pflanze sicher.
Harrison Day und Brodribb nutzten eine Reihe von Rehydrationsexperimenten nach schwerer Dehydration, um diese Theorie zu bestätigen. In ihrem Artikel schreiben sie:
Das Xylem in den Wurzeln und Stielen von Weizenpflanzen zeigte eine größere Widerstandsfähigkeit gegen durch Wasserstress verursachte Kavitation als die Blätter, was unsere Hypothese stützt, dass die Wasserversorgung des Fortpflanzungsgewebes während extremer Dürre aufrechterhalten wird und somit die Chance auf Fortpflanzungserfolg maximiert wird. Die funktionellen Auswirkungen des Aufbaus eines größeren Kavitationswiderstands in den Geweben, die die Samen liefern, im Vergleich zu Blättern, wurden während der Rehydrierung gezeigt. Das Xylem, das die Weizenähre lieferte, behielt die ausreichende Kapazität bei, um das Fortpflanzungsgewebe nach einem Dürrestress zu rehydrieren, der stark genug war, um das Fahnenblatt vollständig zu kavitieren und abzutöten.
Harrison Day & Brodribb 2023.
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Harrison Day, BL und Brodribb, TJ (2023) „Resistentes Xylem von den Wurzeln bis zu den Blütenstielen erhält die reproduktive Wasserversorgung nach dürrebedingter Kavitation der Weizenblätter aufrecht" Annals of Botany, 131(5), S. 839–850. Verfügbar um: https://doi.org/10.1093/aob/mcad048.
