Forschung: Wie gehen Pflanzen mit Dürren um?

Durch den Klimawandel wird es in vielen Regionen der Erde zunehmend trockener. Ökosysteme und auch die Landwirtschaft sind von steigenden Dürrerisiken betroffen, die Erträge vieler Feldfrüchte werden absehbar sinken. Aber nicht jeder Pflanze kann Trockenstress gleichermaßen etwas anhaben.

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Durch den Klimawandel wird es in vielen Regionen der Erde zunehmend trockener. Ökosysteme und auch die Landwirtschaft sind von steigenden Dürrerisiken betroffen, die Erträge vieler Feldfrüchte werden absehbar sinken. Aber nicht jeder Pflanze kann Trockenstress gleichermaßen etwas anhaben. „Manche Arten kommen sehr viel besser mit Wassermangel zurecht als andere, weil sie sich daran angepasst haben“, sagt Prof. Dr. Dorothea Bartels vom Institut für Molekulare Physiologie und Biotechnologie der Pflanzen (IMBIO) der Universität Bonn.

Wie ein botanischer Phoenix aus der Asche
Die Wissenschaftlerin erforscht „Wiederauferstehungspflanzen“, die mit extremer Trockenheit besonders gut klarkommen. Hierzu gehört Craterostigma plantagineum – eine Art, die aus Südafrika stammt und zu den Rachenblütlern zählt. Während Dürreperioden kann die Pflanze – ohne Schaden zu nehmen – sehr stark austrocknen, wobei die Blätter sehr stark verschrumpeln. Fällt der nächste Regen, quillt die Pflanze wieder auf und steht da wie ein botanischer Phoenix aus der Asche. Die Arbeitsgruppe von Prof. Bartels erforscht unter anderem, welche Besonderheiten es Craterostigma erlauben, extremen Wassermangel zu überstehen.

Die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) fördert das Graduiertenkolleg „Wassernutzungseffizienz und Trockenstressreaktionen: Von Arabidopsis zu Gerste“ in den nächsten viereinhalb Jahren mit rund 2,9 Mio. Euro. Anhand der Ackerschmalwand (Arabidopsis thaliana), eine Modellpflanze für genetische Untersuchungen, und der Gerste als verbreitete Kulturart soll untersucht werden, wie sich Wassermangel auf den Stoffwechsel von Pflanzen auswirkt und welche genetischen Mechanismen zur Trockenheitstoleranz beitragen.

Qualifizierung für eine wissenschaftliche Karriere steht im Mittelpunkt
„Das wissenschaftliche Ziel des Graduiertenkollegs ist es, genetische und biochemische Schlüsselfaktoren zu finden, die für die Züchtung trockentoleranter Sorten hilfreich sind“, sagt Prof. Bartels, Sprecherin des Graduiertenkollegs. Der Anspruch reicht deshalb von der Grundlagenforschung bis zur Anwendung. An dem Graduiertenkolleg, das nun startet, ist neben der Biologie sowie den Agrarwissenschaften der Bonner Alma mater auch das Max-Planck-Institut für Züchtungsforschung in Köln beteiligt. Im Mittelpunkt steht die interdisziplinäre Qualifizierung des wissenschaftlichen Nachwuchses. Zehn Doktorandenstellen werden direkt von der DFG gefördert. Weitere Doktoranden aus den beteiligten Arbeitsgruppen werden mit dem Kolleg assoziiert. Sie können an ausgewählten Kursen und Seminaren teilnehmen sowie mit den Kollegiaten in Forschungsprojekten kollaborieren. Die Graduiertenschule wird auch ein Gastwissenschaftlerprogramm umfassen. (Universität Bonn)

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