Die Wahrscheinlichkeit einer zunehmenden Dürre im Zusammenhang mit Umweltveränderungen stellt aufgrund ihrer Auswirkungen auf die Entwicklung und den Ertrag von Pflanzen ein erhebliches Hindernis für die Verbesserung der Ernährungssicherheit dar. Wurzeln spielen eine Schlüsselrolle bei der Wasser- und Nährstoffversorgung von Pflanzen. Der physikalisch-chemische und biologische Zustand des umgebenden Bodens kann sich jedoch erheblich auf ihre Aktivität auswirken, insbesondere die komplexe und relativ unerforschte Beziehung zwischen Wurzelentwicklung und Bodenporenstruktur. Es besteht die Notwendigkeit, die Auswirkungen des Wassermangels auf die Zusammenhänge zwischen Wurzelwachstum und Sprossfunktion zu bestimmen. Insbesondere fehlt es an Wissen über die Beziehungen zwischen der 3D-Wurzelstruktur, den Blattgasaustauschmerkmalen und dem Wachstum und darüber, ob genetische Variationen zwischen Weizengenotypen bestehen, die eine verbesserte Photosynthese, Wassernutzungseffizienz und Dürretoleranz ermöglichen.

Ein Beispiel für eine 3D-Wurzelarchitektur, die in einem Lehmboden mit abnehmendem Wassergehalt gewachsen ist (75 % der Feldkapazität, 50 % der Feldkapazität und 25 % der Feldkapazität). Bildnachweis: Khalil et al.

In ihrer neuen Studie veröffentlicht in AoBP, Khalil et al. verwendeten 3D-Röntgenbildgebung, um Wurzelarchitekturmerkmale in Weizen unter verschiedenen Trocknungsregimen und über zwei Bodentypen hinweg zusammen mit traditionellen photosynthetischen Messungen von pflanzlichem Luftgewebe zu messen. Das Wurzel- und Sprosswachstum wurde unter Wassermangelbedingungen stärker vom Bodenwassergehalt beeinflusst als von der Photosynthese abhängigen Eigenschaften. Da Dürren wahrscheinlich zunehmen werden, ist es wichtig, Weizensorten zu identifizieren, die diese Bedingungen besser tolerieren. Weitere Studien, die die Auswirkungen von Wasserstress sowohl auf Pflanzentriebe als auch auf Wurzeln und die Rolle des Bodenporensystems berücksichtigen, bieten ein beträchtliches Potenzial zur Unterstützung dieser Bemühungen.

Forscher-Highlight

Aveen Khalil wuchs in Duhok im Irak auf. 2010 erhielt sie einen M.Sc. in Bewässerung an der University of Duhok und zog 2011 nach Großbritannien, um an der Fakultät für Agrar- und Umweltwissenschaften der School of Bioscience der University of Nottingham, Großbritannien, in Bodenwissenschaften zu promovieren. Aveen arbeitet derzeit an der Universität Duhok als Dozent und Forscher in der Abteilung für Boden- und Wasserwissenschaften des College of Agricultural Engineering Sciences. Sie ist außerdem Mitglied des wissenschaftlichen Beirats der Abteilung Boden- und Wasserwissenschaften. Aveen interessiert sich für Bewässerung und ihre Forschung konzentriert sich auf Wechselwirkungen zwischen Pflanzen und Böden und deren Reaktionen auf Umweltbelastungen.