Wien – Wie Pflanzen sich entwickeln, welchen Wachstumsprozessen sie folgen und wie sie sich verwurzeln, wird von dem Hormon Auxin gesteuert. Bei allen gerichteten Wachstumsprozessen ist es offenbar im Spiel. Wiener Forscher haben nun ein Gen identifiziert, das möglicherweise als "Architekt" des Wurzelwachstums fungiert. Es reguliert über Auxin, ob Wurzeln eher oberflächlich oder in die Tiefe wachsen, wie sie nun im Fachjournal "Cell" berichten.

Bei zweikeimblättrigen Pflanzen wächst aus dem Samen eine einzelne Primärwurzel, die oft während der gesamten Lebensdauer der Pflanze aktiv bleibt und mehrere Seitenwurzeln bilden kann, schreiben das internationale Forscherteam um Wolfgang Busch vom Salk Institute in La Jolla (US-Bundesstaat Kalifornien) in der Arbeit. Busch war zuvor Gruppenleiter am Gregor Mendel Institut für Molekulare Pflanzenbiologie (GMI) der Österreichischen Akademie der Wissenschaften (ÖAW) in Wien, wo ein Großteil der nun publizierten Forschungsarbeit stattfand.

Enträtselte Wurzelverteilung

Abhängig von der Richtung des Wurzelwachstums werden verschiedene Bereiche im Boden erkundet, also eher vertikal oder horizontal. Die Wachstumsrichtung sowie die Zahl und die Position der Seitenwurzeln bilden die sogenannte Wurzelsystemarchitektur. Diese ist entscheidend über die Aufnahme von Wasser, Nährstoffen und Verankerung der Pflanze im Boden. Die Mechanismen, welche die räumliche Verteilung der Wurzeln im Boden steuern, waren bisher aber weitgehend unbekannt.

Die Wissenschafter zeigten nun an der Modellpflanze Arabidopsis thaliana, dass ein Gen (EXOCYST70A3) die Architektur des Wurzelsystems direkt reguliert. Das tut es, indem es die Verteilung eines Auxin-Transporters (PIN4) beeinflusst. Bei Änderungen des Gen wuchsen die Wurzeln nicht mehr primär oberflächlich, sondern drangen tiefer in den Boden ein. Die Erkenntnis könnte helfen zu verstehen, wie Pflanzen auf saisonale Niederschlagsschwankungen reagieren und sich an veränderte Umweltbedingungen anpassen. (red, APA, 14.7.2019)