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36.7: Reaktionen auf Salzstress
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Responses to Salt Stress
 
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36.7: Responses to Salt Stress

36.7: Reaktionen auf Salzstress

Salt stress—which can be triggered by high salt concentrations in a plant’s environment—can significantly affect plant growth and crop production by influencing photosynthesis and the absorption of water and nutrients.

Plant cell cytoplasm has a high solute concentration, which causes water to flow from the soil into the plant due to osmosis. However, excess salt in the surrounding soil increases the soil solute concentration, reducing the plant’s ability to take up water.

High levels of sodium are toxic to plants, so increasing their sodium content to compensate is not a viable option. However, many plants can respond to moderate salt stress by increasing internal levels of solutes that are well-tolerated at high concentrations—like proline and glycine. The resulting increased solute concentration within the cell cytoplasm allows the roots to increase water uptake from the soil without taking in toxic levels of sodium.

Sodium is not essential for most plants, and excess sodium affects the absorption of essential nutrients. For example, the uptake of potassium—which regulates photosynthesis, protein synthesis, and other essential plant functions—is impeded by sodium in highly saline conditions. Calcium can ameliorate some effects of salt stress by facilitating potassium uptake through the regulation of ion transporters.

Not all plants are sensitive to salt. Plants can be classified as halophytes or glycophytes based on their salinity tolerance. While halophytes are salt-resilient, glycophytes are not. In order to tolerate high salt concentrations, halophytes may reduce sodium uptake, compartmentalize sodium, or excrete sodium. A small group of halophytes called recretohalophytes have specialized epidermal glands—called salt glands—in their stems and leaves. Salt glands take up excess salt from neighboring tissues and excrete it onto the plant surface. By studying halophytes, scientists can uncover the mechanisms of salt tolerance in plants and potentially use this knowledge to improve crop production in regions affected by salinity.

Salzstress, der durch hohe Salzkonzentrationen in der Umgebung einer Pflanze ausgelöst werden kann, kann das Pflanzenwachstum und die Pflanzenproduktion erheblich beeinflussen, indem er die Photosynthese und die Aufnahme von Wasser und Nährstoffen beeinflusst.

Das Zytoplasma der Pflanzenzell hat eine hohe Gelöste Konzentration, wodurch wasserweise durch Osmose aus dem Boden in die Pflanze fließt. Überschüssiges Salz im umgebenden Boden erhöht jedoch die Bodengelöste Konzentration, wodurch die Fähigkeit der Pflanze, Wasser aufzunehmen, verringert wird.

Hohe Natriumgehalte sind für Pflanzen giftig, daher ist eine Erhöhung ihres Natriumgehalts zum Ausgleich keine praktikable Option. Viele Pflanzen können jedoch auf moderaten Salzstress reagieren, indem sie den inneren Gehalt an Gelösten erhöhen, die bei hohen Konzentrationen gut verträglich sind – wie Prolin und Glycin. Die daraus resultierende erhöhte gelöste Konzentration innerhalb des Zellzytoplasmas ermöglicht es den Wurzeln, die Wasseraufnahme aus dem Boden zu erhöhen, ohne toxische Natriumwerte zu nehmen.

Natrium ist für die meisten Pflanzen nicht wesentlich, und überschüssiges Natrium beeinflusst die Aufnahme von essentiellen Nährstoffen. Zum Beispiel wird die Aufnahme von Kalium – das photosynthese, Proteinsynthese und andere wesentliche Pflanzenfunktionen reguliert – durch Natrium unter hochgradig saline Bedingungen behindert. Calcium kann einige Effekte von Salzstress mildern, indem es die Kaliumaufnahme durch die Regulierung von Ionentransportern erleichtert.

Nicht alle Pflanzen sind salzempfindlich. Pflanzen können aufgrund ihrer Salztoleranz als Halophyten oder Glyophyten klassifiziert werden. Halophyten sind salzbelastbar, Glyophyten jedoch nicht. Um hohe Salzkonzentrationen zu vertragen, können Halophyten die Natriumaufnahme reduzieren, Natrium kompartumhieren oder Natrium ausscheiden. Eine kleine Gruppe von Halophyten, die Recretohalophyten genannt werden, haben spezialisierte epidermale Drüsen – Salzdrüsen genannt – in ihren Stielen und Blättern. Salzdrüsen nehmen überschüssiges Salz aus benachbarten Geweben auf und scheiden es auf die Pflanzenoberfläche aus. Durch die Untersuchung von Halophyten können Wissenschaftler die Mechanismen der Salztoleranz in Pflanzen aufdecken und dieses Wissen möglicherweise nutzen, um die Pflanzenproduktion in Regionen zu verbessern, die vom Salzgehalt betroffen sind.


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