Aluminiumüberschuss bei Gerste

Signatur: 01.31.002
Ursprüngliche Signatur: He-Al-02
Bildnachweis: Charlotte Hecht-Buchholz

Bildinhalt

Gerstenpflanzen der Sorte Dayton wurden auf Nährlösung angezogen. Dann wurde bei einem Teil der Pflanzen der Nährlösung Aluminium (9 mg/Liter = 0,3 mM) zugesetzt. 8 Tage nach dem Aluminiumzusatz hatten die Pflanzenwurzeln das im Bild dargestellte Aussehen. Im Vergleich zur Kontrollpflanze (links) war das Wurzelwachstum der Aluminium gestressten Pflanze stark vermindert, insbesondere das Längenwachstum.

Erläuterung

Die ersten Symptome durch Aluminiumüberschuss sind stets an den Wurzeln zu beobachten. Auf Aluminiumtoxizität reagiert stets das Wurzellängenwachstum am empfindlichsten. Nach längerer Aluminiumeinwirkung verfärben sich diese braun bis schwarzbraun; auch die Verzweigung ist vermindert, die Wurzeln werden kurz und dick. Dabei ist die Schädigung auf das aktiv wachsende Gewebe der Wurzelspitzen begrenzt (coralloid growth). Es kommt zu starken Aluminiumanreicherungen in der Wurzel. Durch Ausfällung von Aluminiumphosphat in der Wurzel, besonders in der Schleimhülle (Mucigel) und in den Interzellularen der Wurzelspitzen, kommt es oft zu Phosphormangel im Spross der Pflanze. Auch die Calciumaufnahme wird durch Aluminium beeinträchtigt. Es erfolgt eine Aluminiumanreicherung in den Zellkernen des Wurzelgewebes. Aluminiumionen sind dabei wahrscheinlich an Phosphatgruppen von Nukleinsäuren gebunden. Dadurch werden DNA-Stränge miteinander verknüpft und die DNA-Replikation wird gehemmt. Schließlich wird auch das Sprosswachstum beeinträchtigt. Aluminium geschädigte Pflanzen sind häufig gedrungen und haben dunkelgrüne Blätter mit leichter Purpurfärbung.