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36.5: Reaktionen auf Dürre und Überschwemmungen
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Reaktionen auf Dürre und Überschwemmungen
 
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* Die Textübersetzung erfolgt computergeneriert

36.5: Reaktionen auf Dürre und Überschwemmungen

Wasser spielt eine wichtige Rolle im Lebenszyklus von Pflanzen. Unzureichendes oder überschüssiges Wasser kann jedoch schädlich sein und eine ernsthafte Bedrohung für Pflanzen darstellen.

Unter normalen Bedingungen verdunstet das von der Pflanze aufgenommene Wasser aus Blättern und anderen Teilen in einem Prozess, der Transpiration genannt wird. In Zeiten von Dürrestress übersteigt Wasser, das durch Transpiration verdunstet, bei weitem das aus dem Boden aufgenommene Wasser, wodurch Pflanzen verwelken. Die allgemeine pflanzliche Reaktion auf Dürrestress ist die Synthese von Hormon-Abscisinsäure, die Stomata geschlossen hält und die Transpiration reduziert. Darüber hinaus können Pflanzen auf extreme Wasserinsuffizienz reagieren, indem sie Blätter vergießen. Diese Methode reduziert jedoch die Photosynthese und behindert somit das Pflanzenwachstum.

Abschwächung von Dürrestress in Pflanzen durch Mikroben

Dürrestress begrenzt das Wachstum und die Produktivität von Pflanzen in trockenen und halbtrockenen Regionen. Bestimmte Mikroben, die sich in der Nähe von Pflanzen befinden, können jedoch physikalische und chemische Signale freisetzen, die Veränderungen im Zusammenhang mit der Pflanzenverteidigung unter Dürrebedingungen induzieren. Zum Beispiel, das Bodenbakterium Paenibacillus polymyx wird berichtet, Dürretoleranz bei Arabidopsis induzieren. Die signifikanteste Wirkung dieser Bakterien wurde beim Wachstum von Hülsenfrüchten unter Wasserstress beobachtet. Hülsenfrüchte pflanzen hängen von Bodenrhizobium für Stickstofffixierung - aber Rhizobia sind extrem empfindlich gegen Trockenheit Stress, was zu einer sehr niedrigen Stickstofffixierung. Allerdings führte der mit P. polymyx vermischte Boden zu einer erhöhten Stickstofffixierung durch Rhizobium und einem erhöhten Wachstum der Bohnenpflanze.

Überschüssiges Wasser ist für Pflanzen ebenso katastrophal wie Wassermangel. Zu viel Wasser kann Pflanzen ersticken, indem es die Lufträume im Boden reduziert und dadurch den Sauerstoffbedarf für die zelluläre Atmung einschränkt. Bestimmte holzige Pflanzenarten reagieren auf Hochwasserbedingungen, indem sie ein hypertrophes Wachstum entwickeln, das als Schwellung des Gewebes an der Stammbasis erscheint. Dieses hypertrophe Wachstum kann bei der Abwärtsdiffusion von Sauerstoff sowie bei einer möglichen Entlüftung toxischer Verbindungen (Kohlendioxid, Methan und Ethanol) aus dem anaeroben Stoffwechsel helfen. Andere adaptive Reaktionen auf Hochwasserstress sind die Bildung von zufälligen Wurzeln, Erhöhung der Wurzelporosität über spezialisierte Zellen genannt Aerenchymzellen, und eine suberisierte Exodermis, um Sauerstoffverlust zu verhindern.


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