Aluminium blockiert Wurzelwachstum (split-root-Technik)

Signatur: 01.31.023
Ursprüngliche Signatur: Horst-62-Al
Bildnachweis: Walter. J. Horst

Bildinhalt

Eine Maispflanze wurde in Nährlösung kultiviert, wobei ein Teil der Wurzeln mit einer Aluminium-freien (links), ein anderer Teil mit einer Aluminium-haltigen Nährlösung versorgt wurde (getrennte Kammern = split-root-Technik). Es ist ersichtlich, dass in der aluminiumhaltigen Nährlösung das Wurzelwachstum zum Stillstand gekommen ist.

Erläuterung

Die Aluminiumionen der Nährlösung beeinträchtigen nicht nur die Aufnahme von Calcium und Magnesium. Der Kontakt dieser Ionen mit der Außenseite der Plasmamembranen der äußersten Wurzelspitze löst ein Signal aus, das einen sofortigen Wachstumsstillstand auslöst. Dieses Signal wird weitergeleitet und daraufhin wird wahrscheinlich die Synthese des Phytohormons Cytokinin vermindert. Die Zellteilung wird gestoppt. Nach kurzer Zeit setzt die Zellteilung wieder ein, jedoch auf niedrigem Niveau. Das Aluminiumsignal löst meist die Synthese und Abscheidung von Citronensäure und anderen organischen Säuren aus, die die Aluminiumtoxizität durch Komplexierung etwas vermindern. Das Signal wird nur dann ausgelöst, wenn es zu einem Kontakt der Aluminiumionen mit der äußersten Wurzelspitze (nicht den übrigen Teilen der Wurzel) kommt. Bemerkenswert ist der Zusammenhang zwischen Aluminiumtoxizität und Pektingehalt der Zellwände. Hoher Pektingehalt verstärkt die Aluminiumtoxizität.Die Pektine akkumulieren Aluminium in großen Mengen, ohne es fest zu binden. Dadurch bleibt das Aluminium physiologisch wirksam. Pektinreichtum, Aluminiumtoxizität und reichliche Calloseabscheidung sind so miteinander verknüpft und treten gleichzeitig auf.