Pflanzen reagieren bei extrem hoher Temperatur mit einer Hitzeschockreaktion. Das ist ein molekularer Signalübertragungsweg, der auch von menschlichen und tierischen Zellen zum Schutz aktiviert wird. Forschende der Technischen Universität München (TUM) haben nun herausgefunden, dass pflanzliche Steroidhormone diese Schutzwirkung bei Pflanzen verstärken können.

Unter Nutzung der Modell-Pflanze Arabidopsis thaliana konnte die Gruppe von Prof. Brigitte Poppenberger aufklären, wie ein bestimmter Transkriptionsfaktor, also ein spezielles Protein das für das An- und Abschalten bestimmter Abschnitte auf der DNA zuständig ist, von Brassinosteroiden reguliert wird. Dieser Transkriptionsfaktor namens BES1 kann mit Hitzeschockfaktoren interagieren, wodurch genetische Information gezielt genutzt werden kann, um Hitzeschockproteine verstärkt zu synthetisieren.

Wenn die Aktivität von BES1 erhöht wird, werden Pflanzen widerstandsfähiger gegen Hitzestress, wenn sie verringert wird, werden sie empfindlicher. Die Gruppe konnte weiter zeigen, dass BES1 durch Hitzestress aktiviert wird und dass diese Aktivierung durch Brassinosteroide stimuliert wird.

Mögliche Anwendung in der Landwirtschaft und im Gartenbau

„Diese Ergebnisse sind nicht nur für Biologen interessant, die versuchen, das Verständnis der Hitzeschockreaktion zu erweitern, sondern haben auch Potenzial für eine Anwendung in der Landwirtschaft und im Gartenbau“, sagt Prof. Poppenberger.

Biostimulanzien, die Brassinosteroide enthalten, sind verfügbar und können auf ihre Fähigkeit getestet werden, die Hitzestressresistenz von Pflanzen zu erhöhen. Bei solchen Substanzen handelt es sich um Naturstoffe, die für den ökologischen Landbau zugelassen sind und somit problemlos eingesetzt werden könnten. Alternativ kann BES1 ein interessantes Ziel für Züchtungsansätze darstellen. Damit könnten Sorten geschaffen werden, die hitzestressresistenter sind, und dadurch ertragsstabiler, wenn die nächste Hitzewelle kommt.