Lignin, das zweithäufigste Biopolymer auf der Erde, macht etwa 30 % des gesamten Kohlenstoffs auf unserem Planeten aus. Es ermöglicht den Pflanzen, Wasser zu leiten und aufrecht zu stehen; ohne Lignin können die Pflanzen weder wachsen noch überleben. Eine neue Studie zeigt, dass wir durch eine genetische Veränderung der Ligninchemie Pflanzen schaffen und/oder auswählen können, die sich besser von Trockenheit erholen können, ohne dass die Größe der Pflanze oder der Samenertrag beeinträchtigt werden.
Diese Ergebnisse könnten sowohl in der Land- als auch in der Forstwirtschaft genutzt werden, um zukünftige klimatische Herausforderungen zu bewältigen, erklären Forscher der Stockholm University.
Lange Zeit dachten Wissenschaftler nicht, dass Lignin einen „Code“ wie DNA oder Proteine hat. Nun konnte aber nachgewiesen werden, dass jede Zelle diesen „chemischen Code“ verwendet, um ihr Lignin so einzustellen, dass es optimal funktioniert und Stress widersteht. „Pflanzen bestehen aus vielen verschiedenen Zellen, von denen einige mit Lignin verstärkt sind und sich zu einem Rohr zusammenfügen, das Wasser leitet, wie ein Strohhalm zum Trinken“, erklärt Delphine Ménard, Leiterin der Plattform für Zellkulturen am Department of Ecology, Environment and Plant Sciences (DEEP) der Universität Stockholm. „Das Lignin ist so stark, dass die Rohrzellen einem Vakuum widerstehen können, während andere Zellen plattgedrückt werden.“
Edouard Pesquet, assoziierter Professor für molekulare Pflanzenphysiologie und Hauptautor der Studie, ergänzt: „Es bedarf nur einer einfachen chemischen Veränderung, nur eines Wasserstoffatoms von Alkohol zu Aldehyd, um Pflanzen sehr widerstandsfähig gegen Trockenheit zu machen. Diese Ergebnisse revidieren unser Verständnis von Lignin und der Wasserleitung von Pflanzen, eröffnen aber auch große Möglichkeiten, den Lignin-Code zu nutzen, um Nutzpflanzen und Bäume zu verbessern, um Probleme mit der Wasserverfügbarkeit zu bewältigen. Die Veränderung der Ligninchemie auf der Ebene der einzelnen Zelle ist letztlich der Mechanismus, der es den Pflanzen ermöglicht, zu wachsen, zu hydratisieren und den Belastungen des Klimawandels zu widerstehe.“
