Sukkulenten-Gen könnte Nutzpflanzen vor Dürre schützen

Mit dem entschlüsselten Mechanismus reguliert die Pflanze «Kalanchoe laxiflora» die Aufnahme von Kohlendioxid über die Blattoberfläche so fein, dass sie genug davon für die Photosynthese erhält, ohne dabei zu viel Wasser zu verlieren, wie die Universität Bern am Mittwoch mitteilte. Damit kann die Pflanze besonders wassersparend leben.

Um Kohlendioxid aus der Luft aufzunehmen, öffnen Pflanzen ihre Spaltöffnungen. Dabei verlieren sie aber auch Wasser.

Die Forschenden konzentrierten sich bei ihrer am Mittwoch im Fachblatt «Science Advances» veröffentlichten Studie auf die Funktion des Proteins «Mute». Dieses wirke wie eine Art Gen-Schalter, der steuert, wie sich die Zellen der Spaltöffnung formen, erklärte die Universität. Bei der Sukkulente «Kalanchoe laxiflora» treibt dieses Protein anders als bei anderen Pflanzen Zellteilungen an, aus denen Hilfszellen hervorgehen, die den Spaltöffnungen helfen, den Wasserverbrauch effizient zu regulieren.

Potenzial für die Landwirtschaft

Die Forschenden sehen in dieser Entdeckung Potenzial für die Landwirtschaft. Wenn klar sei, welche Gene und Zelltypen sukkulentes und somit wassersparendes Pflanzenleben ermöglichen, könnten Züchtung und Biotechnologie gezielt darauf hinarbeiten, ähnliche Eigenschaften in Kulturpflanzen wie Getreide, Gemüse oder Futterpflanzen einzuführen oder zu verstärken.

«Wenn wir diese Prozesse verstehen, könnten sukkulente Systeme in Nutzpflanzen etabliert werden», sagte Heike Lindner, Ko-Erstautorin der Studie, laut der Mitteilung. «Langfristig könnten so die Lektionen, die wir von Sukkulenten lernen, zu robusteren, an Trockenheit angepasste Sorten führen, die in der Zeit der Klimakrise einen wichtigen Beitrag zur globalen Ernährungssicherheit leisten und gleichzeitig helfen, Wasserressourcen zu schonen».