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Krasse Kresse Wie sich Pflanzen an vielfältige Umweltbedingungen anpassen

Autor / Redakteur: Meike Drießen* / Christian Lüttmann

Von wegen zartes Pflänzchen: Manche Pflanzenarten können dank natürlicher Prozesse der Mutation und Selektion sogar auf schwermetallverseuchten Böden gedeihen. Wie Kresse und andere Pflanzen diese Widerstandskraft entwickelt haben soll in einem Forschungsprojekt an der Ruhr-Universität Bochum ergründet werden.

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Ute Krämer gewinnt durch ihre Arbeit Einblicke in die Evolution der Pflanzen.
Ute Krämer gewinnt durch ihre Arbeit Einblicke in die Evolution der Pflanzen.
(Bild: RUB, Marquard)

Bochum – Wüste, giftiges Gestein oder Boden mit hohem Salzgehalt: Überall gibt es Pflanzen, die sich im Laufe der Evolution an die widrigsten Bedingungen angepasst haben. Die Bodenzusammensetzung ist von Ort zu Ort stark unterschiedlich – auch dort, wo man es mit bloßem Auge kaum erkennt. Pflanzen meistern diese Herausforderungen ihrer Umwelt zumeist ganz unbemerkt.

Welche natürlich entstandenen genetischen Veränderungen Pflanzen das Überleben an ihrem besonderen Standort erleichtern, wird Prof. Dr. Ute Krämer von der Ruhr-Universität Bochum untersuchen. Die Inhaberin des Lehrstuhls für Molekulargenetik und Physiologie der Pflanzen erhält für fünf Jahre die Förderung durch einen Advanced Grant des European Research Council.

Kresse saugt Schwermetall auf

Als Modellorganismus für ihre Forschung hat Krämer die Hallersche Schaumkresse, Arabidopsis halleri, gewählt. Die Schaumkresse ist dafür bekannt, dass sie schwermetallverseuchte Böden besiedeln kann und sogar giftige Stoffe wie Zink, Cadmium und möglicherweise auch Blei scheinbar gezielt aus dem Boden heraussaugt. Damit ist sie ein Paradebeispiel für eine hohe evolutionäre Anpassungsfähigkeit von Pflanzen.

Bei vergangenen Untersuchungen der Pflanze von verschiedenen Standorten in Europa fanden Forscher um Krämer sehr unterschiedliche Konzentrationen dieser Stoffe in den Blättern der Pflanze vor. „Diese Werte waren nur zum Teil abhängig von der Zusammensetzung des jeweiligen Bodens – der Zusammenhang war überraschend komplex“, sagt die Biochemikerin.

Genetische Grundlagen aufdecken

Doch wie entsteht solch eine bemerkenswerte Widerstandkraft gegen unwirtliche Umweltbedingungen bei den Pflanzen? „Die genetische Basis für diese Anpassungsfähigkeit ist bisher noch wenig verstanden, wird aber durch neue Techniken für die Biologie zugänglich“, sagt Krämer.

Ziel ihrer Arbeit wird es sein, die genetischen Grundlagen solcher Anpassungen zu verstehen. Dafür wird sie verschiedene Methoden kombinieren, mit einem Schwerpunkt auf neuen Hochdurchsatz-Sequenzierungsverfahren. Dies ermöglicht eine gezielte Analyse der genetischen Vielfalt im direkten Zusammenhang mit ihrem Umgang mit Bodenmineralien sowie Unterschieden zwischen Individuen derselben Pflanzenart.

* Meike Drießen: Ruhr-Universität Bochum, 44801 Bochum

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