Reduziertes Eisen in der Rhizodermis von Mais

Signatur: 01.11.081
Ursprüngliche Signatur: Hh-11.12
Bildnachweis: Volker Römheld

Bildinhalt

Das Bild zeigt einen Teilquerschnitt einer Maiswurzel, die für eine Zeitdauer von 24 Stunden in einer Lösung von Fe(III)-EDTA verweilte. Außerdem enthielt die Lösung Bathophenanthrolin-Disulfonsäure (BPDS), welches mit Fe(II) einen intensiv roten Komplex bildet, jedoch nicht mit Fe(III). Es ist deutlich zu erkennen, dass die äußeren Zellschichten der Wurzel intensiv rot gefärbt sind.

Erläuterung

Die Rotfärbung ist ein Beweis für zweiwertiges Eisen. Es muss also eine Reduktion von Fe(III) stattgefunden haben. Das ist ein überraschender Befund, denn Mais gehört zu den Gräsern (Gramineae, Poaceae) und wird demzufolge hinsichtlich seiner Eisenaneignung als Strategie-II-Pflanze angesehen. Dies bedeutet, dass die Maiswurzel bei Eisenmangel Phytosiderophore (PS) zum Zwecke der Mobilisierung von Fe(III) (mittels Chelatisierung) abscheidet. Fe(II)-Ionen dürften also gar nicht vorhanden sein. Wahrscheinlich werden aber neben PS auch vermehrt Protonen, NADPH und niedermolekulare Verbindungen in die Interzellularen der äußeren Wurzelrinde (siehe Bild) abgeschieden. Dadurch steigt dort die Reduktionskapazität und es wird ein Teil des Fe(III) zu Fe(II) reduziert. Die Fe(II)-Ionen bilden dann mit BPDS einen roten Komplex. Insgesamt weist der Befund darauf hin, dass der Mais hinsichtlich Eisenaneignung sowohl als Strategie-II-Pflanze (Abscheidung von Phytosiderophoren) als auch als Strategie-I-Pflanze (Abscheidung von Protonen und erhöhte Reduktionskapazität) anzusehen ist. Dies mag darauf zurückzuführen sein, dass Mais (neben Hirsen) innerhalb der Gräser (Gramineae) zu den Unterfamilien mit panicoiden Eigenschaften gehören; sie unterscheiden sich daher aufgrund ihrer Morphologie und Physiologie deutlich von den anderen Getreidearten.