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Biochemische Mechanismen der Salztoleranz bei Pflanzen

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Verschiedene Arten von Bodenfaktoren beeinflussen das Pflanzenwachstum. Salzgehalt ist einer der größten Stressfaktoren, der das Wachstum und die Entwicklung einer Pflanze durch Veränderung ihrer morphologischen, physiologischen und biochemischen Eigenschaften beeinflusst und oft schädigt. Etwa 20% der landwirtschaftlichen Nutzflächen und 50% der weltweiten Ackerflächen sind Salz-gestresst ( Blumen und Yeo, 1995 ). Molekulargenetische Transformationen von Pflanzen haben es mittlerweile ermöglicht, biotechnologische Strategien auf aktivierten Signalkaskaden über Biosynthesewege, gezielte Gen oder Protein-Expression oder durch Veränderung der natürlichen Stress-Reaktionsfähigkeit von Genen, Kulturen mit einer hohen Salztoleranz zu entwickeln. Das Verständnis der molekularen Grundlagen wird hilfreich bei der Entwicklung von Strategien zur Verbesserung der Auswahl von Pflanzen mit einer hohen Salztoleranz sein. Identifizierung von molekularen Markern mit Salz- und Dürre-Toleranz gibt Pflanzenzüchtern ein neues Instrument für die Auswahl von geeigneten Sorten an die Hand.

Adaptive Mechanismen der Pflanze:
Diese sind sehr komplex - eine Reihe dieser Mechanismen scheinen bei der Salztoleranz von Pflanzen beteiligt zu sein.
Es gibt zwei Haupttypen von Mechanismen für die Toleranz von Salz-spezifischen Auswirkungen auf Pflanzen:
Minimierung des Eindringens von Salz in die Pflanze oder die Minimierung der Konzentration des Salzes im Zytoplasma. Insgesamt ist die Wirkung von Salz meistens ein Stressfaktor für die Pflanze.

Die osmotische Wirkung:
Auswirkungen des Salzgehaltes auf Pflanzen werden in der Regel durch ein ionischen Ungleichgewicht zu negativen Faktoren. Wassermangel entsteht als Folge der Verdunstung und überschüssige Mengen von Salzen schränken die Verfügbarkeit von Wasser für die Pflanze ein. Der Energieverbrauch während der osmotischen Anpassung an abiotischen Stress ist einer der Faktoren für vermindertes Wachstum.

Eine schädliche Wirkung von Salz kann aufgrund der Toxizität von bestimmten Ionen erfolgen. Durch die Höhe des osmotischen Drucks oder der Erhöhung der Alkalität, die die Verfügbarkeit von Wasser oder den Einfluss zellulärer Physiologie und den Stoffwechselweg einschränken können.
Diese spezifische Toxizität der Ionen entstehen in der Regel durch übermäßige Aufnahme von Chlorid, Natrium oder anderen Ionen und bewirkt ein Ernährungsungleichgewicht ( Bernstein, 1964 ).

Salzgehalt in verschiedenen Entwicklungsstadien von Pflanzen
Die Phase der Keimung und das Wachstum der Sämlinge ist kritisch. Die Keimung unter salinen Bedingungen beeinträchtigen Pflanzen durch einen hohen osmotischen Druck. Dieser osmotischen Druck führt zu weniger Wasser. Durch die Erhöhung von Salzen in den Kapillaren nimmt die Konzentration von Salzen in der Saattiefe zu. Der Salzgehalt beeinflusst die Zeit und die Geschwindigkeit der Keimung. Eine Versalzung führt auch zu einer Verringerung der schwefelhaltigen Aminosäuren. Es gibt eine Tendenz für Aminosäure s (Arginin und Glutaminsäure), Amide und toxischen Diamine (Putrescin und cudaverine) in Geweben von Stress betroffenen Pflanzen.

Strategien gegen Stress - Verträglichkeit
Jüngste Fortschritte in der Molekularbiologie bieten eine neue Chance für das Verständnis der Genetik der verantwortlichen Gene für Stress-Resistenzen. Molekulargenetische Karten für die wichtigsten Kulturpflanzen, darunter Hirse, Mais, Reis, Gerste, Weizen und Kartoffel, die es Wissenschaftlern ermöglicht, wünschenswerte Eigenschaften mit bekannter DNA zu entwickeln. Molekulargenetische Marker verringern die Notwendigkeit für umfangreiche Feldtests. Diese biotechnologischen Fortschritte werden neue Werkzeuge für die Zucht in stressbelasteten Umgebungen schaffen. Biotechnologische Fortschritte zusammen mit molekulargenetischer Marker bieten eine neue Strategie zur Selektion.
Bilder über Biochemische Mechanismen der Salztoleranz bei Pflanzen von Fr 15 Nov, 2013 10:00 Uhr
salz_sumpf.jpg

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