Steroidhormone unterstützen Hitzestressresistenz von Pflanzen

Pflanzen können, genau wie andere Organismen auch, durch Hitze stark geschädigt werden. Um ihre Überlebenschancen zu erhöhen, nutzen sie die Hitzeschockreaktion, einen molekularen Signalübertragungsweg, der auch von menschlichen und tierischen Zellen zum Schutz aktiviert wird. Forscher der Technischen Universität München (TUM) um Prof. Brigitte Poppenberger haben nun herausgefunden, dass pflanzliche Steroidhormone diese Schutzwirkung bei Pflanzen verstärken können.

Neben Hitzeschockproteinen sind vor allem Hormone, also chemische Botenstoffe, daran beteiligt. Eine Hormongruppe sind die Brassinosteroide, Steroide, die Pflanzen bilden, um ihr Wachstum und ihre Entwicklung zu regulieren. Neben wachstumsfördernden Eigenschaften besitzen sie auch andere interessante Fähigkeiten: Sie können die Hitzestressresistenz von Pflanzen erhöhen. Forschende der TUM haben herausgefunden, was zu dieser Schutzfähigkeit beiträgt.

Unter Nutzung der Modell-Pflanze Arabidopsis thaliana konnten die Münchner Wissenschaftler aufklären, wie ein bestimmter Transkriptionsfaktor, also ein spezielles Protein, das für das An- und Abschalten bestimmter Abschnitte auf der DNA zuständig ist, von Brassinosteroiden reguliert wird. Dieser Transkriptionsfaktor namens BES1 kann mit Hitzeschockfaktoren interagieren, wodurch genetische Information gezielt genutzt werden kann, um Hitzeschockproteine verstärkt zu synthetisieren.

Wenn die Aktivität von BES1 erhöht wird, werden Pflanzen widerstandsfähiger gegen Hitzestress, wenn sie verringert wird, werden sie empfindlicher. Die Gruppe konnte weiter zeigen, dass BES1 durch Hitzestress aktiviert wird und dass diese Aktivierung durch Brassinosteroide stimuliert wird. Diese Steoride sind in Biostimulanzien enthalten, die für den ökologischen Landbau bereits zugelassen worden sind. Sie können daher problemlos eingesetzt werden.

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