Hormone entscheiden, ob Pflanzen einen dicken Stamm oder viele Äste bekommen

Ein Hormon, das in Pflanzen das Dickenwachstum anregt, haben Wissenschafter des Gregor Mendel Instituts für molekulare Pflanzenbiologie (GMI) der Österreichischen Akademie der Wissenschaften (ÖAW) in Wien entdeckt. Ihre Ergebnisse veröffentlichten sie in der Wissenschaftszeitschrift PNAS (Proceedings of the National Academy of Sciences).

Das sekundäre oder Dickenwachstum - primär wachsen Pflanzen in die Höhe - findet bei Pflanzenstängeln und -stämmen vorwiegend in einer stammzell-ähnlichen Schicht namens Kambium statt. Am besten bekannt ist das Kambium bei Bäumen, wo es zwischen Holz und Rinde sitzt und von Hormonen gesteuert jedes Jahr auf der Innenseite neues Holz, auf der Außenseite neuen Bast bildet, und so die Jahresringe in den Stamm zeichnet. Aber auch einjährige Pflanzen, wie die als Modellsystem beliebte Ackerschmalwand (Arabidopsis thaliana), wachsen mittels Kambium in die Breite. Das Signal zum Wachsen wird dabei vom Hormon Auxin über weite Strecken in der Pflanze gesendet. Denn die verschiedenen Wachstumsprozesse müssen von der Wurzel bis zum Blattspross koordiniert werden, "die Pflanze muss wissen, wie weit der eine Teil schon gewachsen ist, damit sich der andere Teil anpasst, dafür muss es Signalmechanismen geben, die das kommunizieren", wie Thomas Greb vom GMI im Gespräch mit der APA erklärte.

Wie diese Kommunikation funktioniert, ist bisher nur in Ansätzen bekannt. Eine Rolle könnte dabei ein Pflanzenhormon namens Strigolacton spielen. Eine Forschergruppe mit österreichischen, schwedischen und australischen Wissenschaftern unter der Leitung von Greb fand nun heraus, dass Auxin seine Botschaft an Strigolacton weitergibt, und dieses wiederum das Kambium zum Wachsen anregt.

Die Forscher beobachteten, dass in Ackerschmalwand-Pflanzen das Dickenwachstum im Kambium vermindert ist, wenn die Strigolacton-Hormone fehlen, andererseits kann ein künstlich hergestellter Strigolacton-Nachbau das Kambium wieder stimulieren. Sie entdeckten außerdem, dass Auxin und Strigolacton nicht unabhängig voneinander wirken, und dass Strigolacton in der Befehlskette unterhalb von Auxin stehen. Die Hormone wirken nicht nur in der Ackerschmalwand, auch das Kambium von Eukalyptusbäumen konnten die Forscher mit künstlichem Strigolacton zum Wachsen bringen.

Während Strigolacton das Dickenwachstum fördern, unterdrücken sie, dass Pflanzen neue Zweige bilden. Sie regeln daher vermutlich je nach den Umweltbedingungen, wie eine Pflanze aussieht, so die Forscher. Sind die Hormone aktiver, hat die Pflanze einen kräftigen Stamm und kaum Seitenäste, halten sie sich zurück, wird die Pflanze buschiger mit vielen Verzweigungen und einem eher mageren Stamm.

Vorstellbar ist daher, in Zukunft solche Hormone in der Holzwirtschaft einzusetzen, wenn etwa ein dicker Stamm mit wenig Ästen gefragt ist, bzw. zu hemmen, wenn es ein buschiger Christbaum werden soll.

Quelle: APA