Raps-Ernteverluste: Hormone sind des Rätsels Lösung
Hormone sind der Dreh- und Angelpunkt eines Problems, dessen Auswirkungen darin bestehen, dass 10 und 25 Prozent der Samen der Ölfrucht Raps schon vor der Ernte verloren gehen - so die Aussage neuer Forschungsergebnisse. Ein internationales Team von Wissenschaftlern beschreibt die Lösung des Problems mit dem "Fruchtkapselzerfall" in der jüngsten Ausgabe der Fachzeitschrift Nature. Die winzigen schwarzen Samen der Ölfrucht Raps sind - wie es der Name schon vermuten lässt - reich an Öl, das zum Kochen, in Form von Margarine und als Biodiesel verwendet werden kann. Außerdem kann die nach der Extraktion des Öls verbleibende Masse als Futtermittel zum Einsatz kommen. Die Landwirte und Wissenschaftler müssen jedoch noch herausbekommen, wie der Samenverbreitungsmechanismus des Rapses unter Kontrolle zu bekommen ist. Viele Fruchtkapseln zerfallen und werfen ihre Samen noch vor der Ernte aus. Im schlimmsten Fall können sogar bis zu 70 Prozent der Samen verloren gehen. Darüber hinaus können diese Samen auch noch aufgehen und weiterwachsen, womit dann die nächste Ernte im Anbauzyklus verunreinigt wird. Eine frühere Ernte der Samen ist keine praktikable Lösung, da auf diese Weise auch unreife Samen geringerer Qualität geerntet werden könnten. Im Rahmen dieser neuesten Studie betrachteten die Forscher den Öffnungsmechanismus der Fruchtkapsel der Ackerschmalwand, Arabidopsis thaliana. Die Pflanze wird von Wissenschaftlern gern als Modellorganismus genutzt und ist eine enge Verwandte der Ölpflanze Raps. Die Forscher konzentrierten ihre Untersuchungen auf den schmalen Streifen von Zellen, der den Teilungsbereich der Samenkapsel bildet. Die Entwicklung vieler Pflanzenstrukturen wird durch das Vorhandensein hoher Werte an Pflanzenhormonen wie etwa Auxin ausgelöst. Allerdings ist bei der Rapssamenkapsel das Gegenteil der Fall - es ist gerade die Abwesenheit des Auxins, das die Bildung der Trennschicht fördert. Interessanterweise wird hier erstmalig das Fehlen eines Hormons mit der Entwicklung einer Struktur oder eines Organs bei Pflanzen oder auch Tieren in Verbindung gebracht. Die Forscher vermuten nun, dass es bei einer nur aus ein paar Zellen bestehenden Struktur tatsächlich einfacher sein kann, das Auxin aus den Zellen herauszutransportieren und sie auxinfrei zu halten, als hohe Auxinkonzentrationen in den Zellen zu schaffen und aufrechtzuerhalten. "Unseres Wissens nach wurde bisher nicht über ein geregeltes Minimum eines Signalmoleküls bei Pflanzen oder Tieren berichtet, und somit liegt hier ein völlig neues Konzept der allgemeinen Hormonbiologie vor," schreiben die Forscher. Die Wissenschaftler haben auch eine Reihe von Genen identifiziert, die auf der entsprechenden Stufe der Entwicklung der Pflanze am Abtransport des Auxins aus der Trennschicht beteiligt sind. Darüber hinaus ist es den Forschern gelungen, das Auseinanderfallen der Fruchtkapsel durch Einbringen von Auxin in die Trennschicht zu verhindern. "Bei der mit dem Raps eng verwandten Modellpflanze Arabidopsis konnten wir durch die künstliche Erzeugung eines Hormons in einem bestimmten Bereich der Frucht die Öffnung der Fruchtkapsel stoppen, die Samen vollständig im Inneren einschließen," erklärt Dr. Lars Østergaard vom John Innes Centre im Vereinigten Königreich. "Wir müssen den Prozess noch verfeinern, damit ein Einsatz in der Landwirtschaft zur Verringerung der Saatgutverluste - [während] die Ölfrucht trotzdem leicht geerntet werden kann - möglich wird."