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Architekt für Gefäßsystem von Pflanzen identifiziert

Forscher des IST Austria haben den Architekten identifiziert, der das Gefäßsystem von Pflanzen gestaltet, mit dem Nährstoffe transportiert werden.

Dass das Wachstums-Hormon Auxin dabei eine Rolle spielt, lag auf der Hand. Wie die Forscher im Fachjournal "Science" berichten, braucht es auch einen molekularen Mechanismus, der die lokale Auxin-Konzentration wahrnimmt und so ermöglicht, die Gefäßbildung bzw. -regeneration zu koordinieren.

Das Wachstumshormon Auxin ist von der Wurzel- bis zur Sprossspitze für die Entwicklung der Pflanzen verantwortlich, es koordiniert aber auch ihre Wachstumsänderungen bei Umweltreizen wie Licht und Schwerkraft. Daher wird seit Jahrzehnten vermutet, dass Auxin auch das Kontrollsignal für die Organisation der komplexen Muster des Gefäßsystems von Pflanzen ist. Das Hormon wandert dazu von Zelle zu Zelle und gibt ihnen damit Informationen über ihre Position. Zudem entscheidet es, welche Zellen sich zu einem Gefäß entwickeln sollen, wodurch es die Bildung der Adern koordiniert.

Bis jetzt war es ein Rätsel, wie die Zellen das Auxin-Signal in die Bildung von Gefäßen übersetzen. Wissenschafter um Jiri Friml vom Institute of Science and Technology (IST) Austria in Klosterneuburg entdeckten nun einen molekularen Mechanismus, der eine lokale Auxin-Konzentration wahrnimmt. Als Sensor fungieren zwei Proteine (CAMEL und CANAR). Durch diesen Protein-Komplex können die Zellen ihre Ausrichtung synchronisieren, um Gefäße zu bilden. "Im Grunde funktioniert das System wie ein molekularer Kompass für die Zellorientierung. Anstelle eines Magnetfeldes wird jedoch die Auxin-Konzentration erfasst", erklärt der Erstautor der Arbeit, Jakub Hajny.

Dieses Phänomen tritt auch bei der Wundheilung von Pflanzen auf. Nehmen die Zellen das Auxin-Signal nicht wahr, bilden sich unorganisierte Adern mit Unterbrechungen, wodurch die Nährstoffverteilung eingeschränkt wird. Auch bei einer mechanischen Beschädigung vermindert eine unterbundene Auxin-Wahrnehmung die Regeneration der Pflanze.

Quelle: APA

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