Grundlagenforschung „ForPlanta“ in Bayern – Reaktion von Spaltöffnungen bei Pflanzen auf Stress (Rainer Hedrich)

Pflanzen tauschen über Spaltöffnungen an ihren Blättern verschiedene Gase wie Wasserdampf oder Kohlendioxid mit ihrer Umwelt aus. Je nach Umweltbedingung kann die Pflanze die Porengröße dieser Spaltöffnungen verändern. In der Arbeitsgruppe von Rainer Hedrich an der Julius-Maximilians-Universität Würzburg möchte man die Regulation dieser Spaltöffnungsbewegungen näher untersuchen, um herauszufinden, welche funktionellen, physiologischen sowie genetischen Faktoren hierfür veantwortlich sind. Hierfür werden Pflanzen gezielt uinterschiedlichen Stressituationen ausgesetzt. Die Erkenntnisse dieser Experminente soll einen Beitrag zur Grundlagenforschung liefern, aber auch Möglichkeiten für künftige Züchtungen in der Landwirtschaft aufzeigen.

Was wird im Rahmen Ihres Forschungsprojektes bei ForPlanta untersucht?

Spaltöffnungen von Pflanzen erlauben die Aufnahme von Kohlendioxid aus der umgebenden Luft für die Zuckerherstellung bei der Photosynthese. Andererseits geht umso mehr Wasser verloren, je weiter diese Poren geöffnet sind. Daher muss die Porenöffnungsweite der Spaltöffnungen, besonders unter begrenzten Wasserbedingungen, sinnvoll reguliert werden. In unserem Teilprojekt untersuchen wir auf funktioneller, physiologischer sowie auf der Ebene der Genexpression den Einfluss verschiedener Stressfaktoren auf die Bewegung der Schließzellen der Spaltöffnungen.

Was sind die wichtigsten Zielsetzungen Ihrer Forschungsarbeit?

Mit unserem Ansatz möchten wir die Schaltstellen bei der Bewegung der Spaltöffnungen herausarbeiten, um dann über gentechnische Veränderungen sowie in Zusammenarbeit mit Züchtern gezielt Pflanzen erzeugen zu können, die höhere Widerstandsfähigkeit gegenüber zukünftig veränderten Umweltbedingungen aufweisen.

Worin sehen Sie die gesellschaftliche Bedeutung Ihrer Forschung?

Der Klimawandel wird bei Kulturpflanzen zu höheren Stressbelastungen führen. Dies bedeutet vermehrte Anfälligkeit der Pflanzen gegenüber Krankheiten und Schädlingen und letztlich verminderte Ernteerträge. Will man nun, ob gentechnisch oder mittels klassischer Züchtung, neue Kulturpflanzen bekommen, die dieser veränderten Situation gewachsen sind, muss man zunächst die zugrunde liegenden Mechanismen verstehen. Hier setzen wir mit unserem Projekt an, das in der Grundlagenforschung angesiedelt ist.

Welchen Bezug hat Ihre Forschung zu den aktuellen ethischen Herausforderungen in der Landwirtschaft, zu Fragen der Ernährung, zu Fragen des Wohlstands, etc.?

Wohlstand ist mit hohen Erträgen in der Landwirtschaft untrennbar verbunden. Mit unserer Forschung wollen wir den Grundstein für die Sicherung der Biomasseproduktion unter zukünftig ungünstigen Umweltbedingungen legen. Die umstrittene grüne Gentechnik soll hierbei nur als Instrument dienen, um Mechanismen an Modellpflanzen zu klären. Die kommerzielle Umsetzung soll von Pflanzenzüchtern, beispielsweise mittels der Erzeugung entsprechender, Gentechnik-freier Mutanten, vorgenommen werden.

Welchen Stellenwert hat die Pflanzenforschung für den Wissenschaftsstandort Bayern?

Die an ForPlanta beteiligten Forscher sind weltweit führend im Bereich der Pflanzenphysiologie. Daher ist zu erwarten, dass die aus dem Gesamtprojekt hervorgehenden Ergebnisse in hochrangigen wissenschaftlichen Zeitschriften publiziert werden. Dies sollte der Pflanzenforschung in Bayern nachhaltig internationale Beachtung sichern.