Abgeschlossenes Forschungsprojekt

Magnesiumverteilung und -umverlagerung innerhalb der Pflanze

Projektdauer: Januar 2019 bis September 2020

Magnesium (Mg) ist essenziell für die Synthese von Chlorophyll, und es ist bekannt, dass bei einem Mg-Mangel die Chlorophyllkonzentration in Pflanzen abnimmt. Von der Konzentration des verfügbaren Mg hängt die Aktivität des Enzyms Mg-Chelatase ab, das für die Insertion von Mg in das Chlorophyllmolekül verantwortlich ist. Folglich nimmt die Chlorophyllsynthese bei Mg-Mangel ab.

Magnesiummangel bei Zuckerrübe – gut zu erkennen an den Chlorosen zwischen den Blattadern. Hier werden ein jüngeres (links) und ein älteres Blatt gezeigt. Die Symptome am älteren Blatt sind deutlich ausgeprägter. (Foto: Tränkner) Magnesiummangel bei Zuckerrübe – gut zu erkennen an den Chlorosen zwischen den Blattadern. Hier werden ein jüngeres (links) und ein älteres Blatt gezeigt. Die Symptome am älteren Blatt sind deutlich ausgeprägter. (Foto: Tränkner)

Abhängig von der Mg-Aufnahme und dem Mg-Status der Pflanze allerdings zeigen junge, im Wachstum befindliche Blätter keine Verringerung in der Chlorophyllkonzentration, während alte Blätter symptomatische Chlorose und eine reduzierte Chlorophyllkonzentration aufweisen. Dieser Effekt kann auf die Remobilisierung von Mg und dessen Translokation von älteren zu jüngeren Blättern zurückgeführt werden, die zuerst eine Verringerung der Mg-Konzentration in den alten Blättern bewirkt. Es wird angenommen, dass die Degradation von Chlorophyll eine Strategie der Pflanze ist, um Mg freizusetzen, wenn dessen Konzentration in der Pflanze niedrig ist.

Messung der Chlorophyllkonzentration an einem Blatt mit einem Chlorophyllmeter. Das kleine Handheld-Gerät ermöglicht eine nicht-invasive und somit zerstörungsfreie Messung. (Foto: D. Jákli) Messung der Chlorophyllkonzentration an einem Blatt mit einem Chlorophyllmeter. Das kleine Handheld-Gerät ermöglicht eine nicht-invasive und somit zerstörungsfreie Messung. (Foto: D. Jákli)

Um genauer zu verstehen, wie Translokationsprozesse die Chlorophyllsynthese und Degradation in verschiedenen Blättern beeinflussen, wurde untersucht, ob reduzierte Chlorophyllkonzentrationen in alten Blättern ein Resultat von Degradation (Mg-Umverlagerung) oder von beeinträchtigter Biosynthese (unzureichende Mg-Konzentration) von Chlorophyll sind. Zu diesem Zweck wurden die Chlorophyllbiosynthese und ihre Degradationsprodukte in jungen und alten Blättern analysiert.

 

 

Beteiligter Forscher

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