Symbioprotein Ferritin (SymProFerr)

Einige Pflanzen können sich vor Austrocknung schützen, indem sie mit Bakterien im Boden kommunizieren. Diese erhöhte Stresstoleranz kann den Ernteertrag bei geringem Niederschlag und/oder erhöhten Temperaturen erhalten. Die positive Wechselbeziehung (Symbiose) zwischen Pflanzen der Hülsenfrüchtler (z.B. Erbsen und Bohnen) mit speziellen Bodenbakterien (Rhizobien) wurde vor etwa 130 Jahren erstmals beschrieben. Sie erlaubt es diesen Pflanzen, auf stickstoffarmer Erde zu wachsen und unterdessen die Bakterien mit Zucker und anderen Nährstoffen zu versorgt. Bei dieser Symbiose bilden sich neue Pflanzenorgane, die Wurzelknöllchen, aus, in denen die Bakterien geschützt leben können. Dabei entstehen viele Veränderungen im Stoffwechsel der Pflanze, die sich positiv auf Ihr Immunsystem auswirken können. Allerdings gibt es noch viele offene Fragen darüber, wie sich diese Symbiose genau bildet, welche Nährstoffe dabei besonders wichtig sind, wie der Nährstoffaustausch genau funktioniert und warum die Pflanze dadurch widerstandsfähiger wird. Eisen ist einer der Nährstoffe, der nicht nur für das Wachstum der Pflanzen, sondern auch für die Bildung und Funktion der Symbiose bedeutsam scheint. Das Pflanzenprotein Ferritin dient dabei der gezielten Speicherung und Abgabe von Eisen an das Pflanzengewebe und während der Symbiose auch an die Wurzelknöllchen. Erste Ergebnisse deuten darauf hin, daß Pflanzen, denen dieses bestimmte Protein fehlte, keine Wurzelknöllchen ausbilden können, was vermuten läßt, daß Ferritin auch schon für die Entwicklung der Symbiose wichtig ist. Interessanterweise scheint das Ferritin gleichzeitig auch an der erhöhten Widerstandsfähigkeit bei Trockenheit in den Pflanzen beteiligt zu sein und vermehrt bei der Symbiose gebildet zu werden. In unserer Studie, soll daher die Doppelrolle von Ferritin und Eisen sowohl bei der Symbiose-Bildung, als auch bei der Verminderung von Trockenstress, genauer untersucht und verstanden werden. Die Erkenntnisse sind wahrscheinlich auf viele wichtige Kulturpflanzen aus der Familie der Leguminosen übertragbar. Pflanzenzüchter könnten sich dieses Wissen zunutze machen, um Ihre Leguminosen vor Klimaveränderungen zu schützen.