Sonnenschutz der Pflanzen entdeckt

Foto: Pixabay CC/PublicDomain

Auch Pflanzen schützen sich vor „Sonnenbrand“: Forscher am Max-Planck-Institut für molekulare Pflanzenphysiologie (MPI) entdeckten jetzt so genannte „Saiginole“. Die bislang nicht bekannten sekundären Inhaltsstoffe aus der Gruppe der Flavonole produzieren Pflanzen, um sich damit vor gefährlichen UV-B Strahlen zu schützen. Denn obwohl Pflanzen Sonnenlicht für die Photosynthese brauchen, schädigen die das Erbgut und Proteine. Das kann Fortpflanzung und Ernteertrag beeinträchtigen.

Das MPI-Forscherteam um Alisdair Fernie und Takayuki Tohge suchte unter den Hunderttausenden von Inhaltsstoffen der Ackerschmalwand (Arabidopsis thaliana) gemeinsam mit Kollegen aus Japan nach neuen sekundären Inhaltsstoffen. Sie wehren etwa Fressfeinde ab, regen das Wachstum, produzieren Farben oder haben nach dem Verzehr der Pflanze auch einen Einfluss auf den menschlichen Stoffwechsel.

 

Sonnenschutz: Bei Pflanzen in den Genen verankert

 

Ackerschmalwand (Arabidopsis thaliana) Foto: Wikipedia CC/BY-SA 3.0

Zunächst untersuchten die Wissenschaftler 68 Stoffe in Blüten, von denen 18 bisher unbekannte Stoffe mit ähnlicher Struktur waren, schreiben die MPI-Forscher über ihre Arbeit. Mit Hilfe ihrer japanischen Kooperationspartner um Kazuki Saito und Hiromitsu Takayama gelang es ihnen, die chemische Zusammensetzung dieser Substanzen zu identifizieren. Sie ordneten sie der Stoffgruppe der Flavonoide zu, genauer gesagt einer Flavonoid-Untergruppe, den Flavonolen. Da diese Stoffe bisher unbekannt waren, durften die Forscher der Stoffklasse einen Namen zu geben. Sie entschieden sich für „Saiginole“. „Wir haben das japanische Wort saigiru genutzt, es steht für Blockierung oder Unterbrechung. Daran haben wir die typische Endung „nol“ für die Stoffgruppe der Flavonole angefügt“, erklärt Takayuki Tohge.

Neben der Strukturaufklärung dieser unbekannten Stoffe erzielten die Forscher erste Fortschritte in der Aufklärung der Biosynthese des Saiginol-Stoffwechsels. Sie konnten ein Gen (FPT2) identifizieren, das für die Produktion aller 18 Saiginole verantwortlich ist. Darüber hinaus war es den Forschern möglich nachzuweisen, dass die Saiginole besondere UV-B absorbierende Eigenschaften besitzen und somit die Pflanze vor schädlicher Strahlung schützen können.

 

Sonnenschutz-Gen der Pflanzen: Nur an manchen Standorten entwickelt

 

Besonders auffällig war allerdings, dass nur 31 der 64 Arabidopsis-Ökotypen diese Inhaltsstoffe überhaupt produzieren. Eine Standortanalyse konnte zeigen, dass alle Ökotypen, die in Gebieten mit hoher Sonneneinstrahlung beheimatet sind, Saiginole produzieren. Die Forscher vermuten, dass die 33 übrigen Ökotypen, die diese Stoffe nicht produzieren, aufgrund ihres Heimatstandorts nicht auf den deren Schutz vor schädlicher Strahlung angewiesen sind.

In ihrer vergleichenden Analyse fanden dies Forscher das FTP2 Gen bisher nur in Arabidopsis. In anderen Pflanzen, vor allem in nahe verwandten Kreuzblütlern, konnte das Forscherteam aber ähnlich Gensequenzen identifizieren, die die gleiche Funktion übernehmen könnten, vermuten die Wissenschaftler.


red

 

 

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