Mit ihrer im Fachmagazin „Nature“ veröffentlichten Studie erweitert die Forschergruppe das Wissen über das Wurzelwachstum grundlegend, was der Landwirtschaft helfen könnte, leistungsfähigere Pflanzen zu finden, heißt es in einer Aussendung des Institute of Science and Technology (IST) Austria in Klosterneuburg (Bezirk Tulln).
Auxin bremst und beschleunigt nach Bedarf
Das Hormon Auxin kann das Wachstum von Pflanzenwurzeln rasch bremsen oder beschleunigen. Die Wurzeln wachsen dadurch auf verschlungenen Wegen um Steine herum und bahnen sich einen Weg zu feuchten Stellen, erklärt die Forschergruppe aus Klosterneuburg. Indem es die Wände der Zellen verhärten lässt, drosselt Auxin das Wachstum. Vorangetrieben wird es durch Aufweichen der Zellgrenzen.
Ein Team um Jiri Friml vom IST Austria ließ die Wurzeln von Ackerschmalwandpflanzen (Arabidopsis thaliana) in durchsichtigen, mit Flüssigkeit gefüllten Kämmerchen gedeihen und beobachtete sie mit einem Mikroskop. „Wir haben den Auxinspiegel erhöht und sofort gesehen, wie die Wurzeln zu wachsen aufgehört haben“, schreiben die Forscher: „Nachdem wir das Auxin ausgewaschen haben, sind sie innerhalb von Sekunden wieder gewachsen.“
Zum Aufweichen lässt Auxin die Pflanzenwände sauer werden, berichten sie. Dazu aktivieren sie molekulare Pumpen (H+-ATPasen), die positiv geladene Wasserstoffionen (H+), die Bestandteil jeder Säure sind, in die Zellwände befördern. Durch alternative Signalwege kann Auxin wiederum bewirken, dass H+-Ionen ausgeschleust werden und die Zellwände basischer und härter werden. Wie dies genau funktioniert, sei noch nicht bekannt. Mithilfe dieser zwei Mechanismen kann Auxin das Wachstum der Pflanzenwurzeln jedenfalls schnell und präzise in der vertrackten Welt des Bodens steuern.