Es gibt nur begrenztes Wissen darüber, wie Variationen in den plastischen Reaktionen eine Rolle bei der Bestimmung der Wettbewerbsfähigkeit von Pflanzen spielen. Um dieses Problem anzugehen, Bonger et al. Experimente und Simulationsmodellierung kombinieren, um die Lichtkonkurrenz von Arabidopsis thaliana zu testen, die in dichten Beständen wächst.

Überblick über das Forschungsdesign, in dem drei unabhängige Experimente (grün umrandet) mit funktional-struktureller Pflanzenmodellierung (FSP) (rot umrandet) kombiniert werden, um drei Fragestellungen (schwarz umrandet) zu beantworten.
Überblick über das Forschungsdesign, in dem drei unabhängige Experimente (grün umrandet) mit funktional-struktureller Pflanzenmodellierung (FSP) (rot umrandet) kombiniert werden, um drei Fragestellungen (schwarz umrandet) zu beantworten. Daten zum Organwachstum und detaillierte plastische Reaktionen von Arabidopsis wurden verwendet, um ein FSP-Modell zu entwickeln, das zwei plastische Reaktionen des Schattenvermeidungssyndroms (SAS) umfasste; Hyponastie und Stängelverlängerung. Das Modelldesign wurde durch den Vergleich von phänotypischen und Leistungsdaten aus Pflanzenversuchen und Modellsimulationen getestet (Szenario 1; grau umrandet). Zusätzliche Modellsimulationen und Anlagenexperimente wurden durchgeführt, um die Modellergebnisse zu validieren (Szenarien 2 und 3) und die drei Forschungsfragen zu beantworten (Szenarien 2–6).

Die Pflanzenplastizität wurde durch Änderungen des Blattwinkels und der Stängelverlängerung als Reaktion auf R:FR-Signale dargestellt, die typische Schattenvermeidungsreaktionen sind. Die Ergebnisse zeigten, dass Unterschiede in der Wettbewerbsfähigkeit zwischen Genotypen mit nur geringfügig unterschiedlichen Plastikreaktionen auftreten können, was darauf hindeutet, dass es eine starke Selektion zur Feinabstimmung der empfindlichen Schattenvermeidungsreaktionen von Pflanzen gegeben haben könnte.

Dieses Papier ist Teil der Annals of Botany Sonderausgabe zur funktional-strukturellen Pflanzenwachstumsmodellierung. Es wird bis Juni 2018 kostenlos zugänglich sein und dann nur für Abonnenten bis April 2019 verfügbar sein, wenn es wieder kostenlos zugänglich sein wird.