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    Lehrstuhl für Botanik I - Pflanzenphysiologie und Biophysik

    Schließzellantworten auf biotische Signale

    Stomata sind Poren in der Blattoberfläche, die den Gaswechsel zwischen der Pflanze und der Luft ermöglichen. Diese Stomata stellen jedoch auch potentielle Infektionswege für pathogene Mikroorganismen dar. Für Gerste konnten wir zeigen, dass während der Infektion mit Mehltau die Stomata geschlossen werden. Diese Antwort konnte durch Nano-Infusion von Chitosan, ein Bestandteil der Pilzzellwand, nachgestellt werden (Abb.; Koers et al., 2011).

    In der Modelpflanze Arabidopsis wird den Stomaschluss durch das flg22-Peptid des Flaggellumproteins von Pseudomonas syringae ausgelöst. Mit Hilfe von Mutanten konnten wir zeigen, dass flg22 Anionenkanäle in Schließzellen aktiviert, was zum Schließen der Stomata führt. Momentan vergleichen wir den Signalweg in Schließzellen, der durch pathogene Mikroorganismen aktiviert wird, mit der Signalkette des Trockenstresshormon Abscisinsäure. Voraussichtlich, können diese Resultate einen Beitrag zur Steigerung der Pathogen-Resistenz und der Effizienz des Wasserverbrauchs bei Nutzpflanzen liefern.

    Nach Infusion von einer Chitosan-Lösung in Gersteblätter schließen Stomata innerhalb von 20 Minuten, während sie bei Applikation einer Kontrolllösung geöffnet bleiben.
    Schließvorgang der Gertestomata nach Nano-Infusion von Chitosan. (A) Überlagerung von Durchlicht- und Fluoreszenzlichtbild direkt nach Nano-Infusion von Chitosan und Lucifer Yellow in die substomatäre Höhle nach 10 (t= 10 min) und 12 Minuten (t = 22 min). (B) Normalisierte Daten zu den Änderungen der Spaltöffnungsweite nach Nano-Infusion von Chitosan (Symbol ● in B) oder einer Kontrolllösung (Symbol о in B). Fehlerbalken stellen den Standardfehler dar, n=11-19.
    (Grafik: R. Roelfsema, S. Koers, Universität Würzburg 2011).
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