Zukunftsvision

Nutzpflanzen fixieren Luftstickstoff

Stickstoff ist für Pflanzen ist Mangelware. Eine Ausnahme gibt es allerdings: Die Hülsenfrüchtler (Leguminosen) haben eine Symbiose mit bestimmten Bakterien, den Knöllchenbakterien oder Rhizobien, entwickelt, die es ihnen ermöglicht, Stickstoff aus der Luft zu fixieren. Eine neue Studie untersuchte jetzt, wie ein bestimmtes Protein speziell für die Symbiose gebildet wird und der Bakterienzelle bei der Reifung hilft. Ähnliche Vorgänge gibt es auch bei der Symbiose zwischen Pflanzen und den Pilzen, Mykorrhiza. Die Forscher schlussfolgern, dass  die Stickstofffixierung aus der Luft auch auf andere Kulturpflanzen übertragen werden könnte.

Die Hülsenfrüchtlern bauen, je nach Bedarf ein bestimmtes Gen so um, dass es ein zweites Protein bilden kann, das wichtig für die Symbiose mit Knöllchenbakterien ist. Die so entstandenen Proteine nannten die Forscher SYP132A und SYP132C. SYP132A fanden die Forscher vor allem in Wurzeln mit den für Knöllchenbakterien-typischen Verdickungen, SYP132C in Wurzeln ohne Knöllchen. Das zeigt nach Meinung der Forscher, dass das Protein SYP132A einen entscheidenden Faktor beim Stofftransport zwischen Wirt und Mikrobe darstellt.

Stickstoff für alle

Die Fähigkeit von Pflanzen, mit Mykorrhiza eine Verbindung einzugehen, ist alt. Der grundlegende Mechanismus zur Symbiose mit Knöllchenbakterien scheint ähnlich zu sein, so fanden die Forscher in weiteren Experimenten heraus. Denn dieselben Prozesse und sogar vergleichbare Proteinstrukturen werden verwendet. Daraus schließen die Forscher, dass es prinzipiell möglich wäre, die Fähigkeit der Hülsenfrüchtler, sich mit Rhizobien zusammenzutun und Stickstoff aus der Luft zu fixieren, auch auf andere Pflanzenarten zu übertragen. Das würde bedeuten, dass in ferner Zukunft auch Kulturpflanzen diese Fähigkeit besitzen könnten, so dass umweltbelastende Stickstoff-Düngung die energieintensive Herstellung von Mineraldüngern in deutlich geringerem Umfang nötig wäre. (has)
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