Eisenhaushalt der Pflanze: Aromastoffe erleichtern die Aufnahme

Offenbar spielen Aromastoffe, sogenannte Cumarine, eine Schlüsselrolle für den Eisenhaushalt vieler Pflanzen. Sie ermöglichen auch bei ungünstigen Bedingungen die Aufnahme aus dem Boden. Das lassen interdisziplinäre Forschungen von Biologen und Chemikern der Universität Bayreuth vermuten.

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Offenbar spielen Aromastoffe, sogenannte Cumarine, eine Schlüsselrolle für den Eisenhaushalt vieler Pflanzen. Sie ermöglichen auch bei ungünstigen Bedingungen die Aufnahme aus dem Boden. Das lassen interdisziplinäre Forschungen von Biologen und Chemikern der Universität Bayreuth vermuten.

Eisen liegt im Boden meist als schwerlösliches Eisenoxid vor, das von den Wurzeln der Pflanze nicht direkt aufgenommen werden kann. Die Verfügbarkeit hängt maßgeblich vom pH-Wert des Bodens ab: Je höher der pH-Wert, desto ungünstiger die Bedingungen. Auf einem Drittel der Agrarflächen weltweit ist der pH-Wert überhöht, schätzen die Wissenschaftler. Pflanzen, die keine Gräser sind, geben an den Wurzeln Substanzen ab, die den Säuregehalt des Bodens erhöhen und damit den pH-Wert senken. Die Eisenoxide können daraufhin an der Wurzeloberfläche gelöst und in zweiwertiges Eisen umgewandelt werden. Dann sind die Pflanzen in der Lage, das Eisen aufzunehmen.

Für die Studie haben die Wissenschaftler geprüft, welche Substanzen die Versorgung der Pflanze mit Mineralstoffen auch unter schlechten Bedingungen gewährleisten. Dazu nahmen sie die Stoffwechselprodukte der Modellpflanze Ackerschmalwand bzw. Schotenkresse (Arabidopsis thaliana) unter die Lupe. Es wurden Wurzeln von Pflanzen untersucht, die optimal mit Eisen versorgt waren, die einer Nährflüssigkeit ohne Eisen und die einer eisenhaltigen Nährflüssigkeit mit hohem pH-Wert ausgesetzt waren. Das Fazit: Bei alkalischem pH-Wert bildeten die Wurzeln besonders viel Cumarin. Diese Aromastoffe gehören zur Klasse der Phenole. Eine bestimmte Substanz bildete auch stabile Komplexe mit zweiwertigem Eisen für eine bessere Verfügbarkeit.

Weitere Studien sind jedoch nötig, um die genauen Mechanismen zu verstehen. War die Cumarinbildung infolge eines genetischen Defekts gestört, konnten die Pflanzen das Eisen bei einem erhöhten pH-Wert nicht aufnehmen und verkümmerten.

Die von den Wurzeln abgegebenen Aromastoffe spielen demnach eine zentrale Rolle für die Eisenversorgung. Die Erkenntnisse bieten neue Ansätze für die Züchtung von Pflanzen mit einem höheren Anteil an verfügbarem Eisen in ihren essbaren Bestandteilen. Denn ein Drittel der Weltbevölkerung leidet an Eisenmangel. (Quelle: www.aid.de)

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