Wie können Sie die Oberfläche Ihrer Wurzeln vergrößern, ohne viel in Biomasse zu investieren? Mais verwendet Wurzelhaare, einzellige Ausläufer der Epidermis, um mehr Bodenkontakt zu haben. Diese Haare ermöglichen es ihnen, die Oberfläche zur Aufnahme von Wasser und löslichen Nährstoffen zu vergrößern, so wird zumindest angenommen. Um genau herauszufinden, wie viel die Haare beitragen, verglichen Florian Klamer und Kollegen normalen Mais mit einer Mutante, die kurze Haare hatte. „Diese Studie bestätigt die Bedeutung der Wurzelhaare für die Wasser- und P-Aufnahme unter trockenen Bedingungen und wenn die P-Bioverfügbarkeit in Mais gering ist, ähnlich wie bei anderen Arten“, schreiben die Autoren in ihrem Paper.
Die Wissenschaftler verglichen Wildtyp-Mais mit dem rt2 Mais-Mutante. Diese Mutante hat sehr kurze Wurzelhaare, ein Vergleich sollte also zeigen, welchen Beitrag die Wurzelhaare leisten.
Die Wissenschaftler untersuchten Wurzelhaare, da einige Botaniker über ihre Rolle verwirrt waren, sagten Klamer und Kollegen. „Die Bedeutung von Wurzelhaaren wurde kürzlich bei einigen Reissorten in Frage gestellt, bei denen Wurzelhaare die P-Effizienz verbesserten nur bei einigen Genotypen. In einer Bevölkerung von Eingeborenen Arabidopsis, Wurzelhaardichte und -länge reagierten überraschend heterogen auf unterschiedliche P-Versorgung und einige Genotypen reduzierten Haarlänge oder -dichte bei lokalem Mangel an P in Agarplatten. Vorhersagen des Wurzelhaarverhaltens in realen Böden aus Wurzelhaardichte und -länge auf Agarplatten müssen jedoch mit großer Sorgfalt getroffen werden, da Bei einzelnen Genotypen wurde eine enorme Variabilität der Wurzelhaarmerkmale festgestellt zwischen synthetischen Wachstumssubstraten und echten Erden. Überraschenderweise schnitt die Mutante in gut versorgter Hydroponik besser ab als der Wildtyp, was möglicherweise einen erheblichen Energieaufwand für den Aufbau von Wurzelhaaren unter Bedingungen widerspiegelt, unter denen sie nicht benötigt werden.“
Die Experimente verglichen Kontrollproben mit Pflanzen, die unter reduziertem Wasser (-W) und reduziertem Phosphor (-P) gewachsen waren. Die Dürrebehandlungen reduzierten die Wildtyp-Sprossbiomasse um etwas weniger als ein Drittel und die der Mutante um etwas mehr als ein Drittel. Für die Sprossbiomasse mit niedriger P-Behandlung fiel die Biomasse um 75 % im Wildtyp und über 80 % in der Mutante.
„Unter P-Limitierung sowie unter Trockenstress im karbonatreichen Boden wird die rt2 Mutante schnitt schlechter ab als der Wildtyp. So Wachstum von rt2 wurde am drastischsten unter kombiniertem Stress mit niedrigem P und Trockenheit beeinträchtigt, in Übereinstimmung mit der erheblichen Bedeutung der Wurzelhaare für die P- und Wasseraufnahme bei Mais bei geringer Verfügbarkeit“, schreiben die Autoren in ihrer Arbeit.
Während das Experiment zeigt, dass die P-Aufnahme durch Wurzelhaare verbessert wird, hatten sie jedoch nur geringe Auswirkungen auf die internen P-Konzentrationen. Ob dies eine Einschränkung der Wurzelhaare oder ein Merkmal der veränderten Wurzelarchitektur der Mutante ist, lässt sich nicht sagen, sagen die Autoren.
