Signale aus der Wurzel: wie das Pflanzenhormon Cytokinin die Blütezeit beeinflusst

Isabel Bartrina nutzt für ihre Forschungen die Acker-Schmalwand (Arabidopsis thaliana) als Modell. Foto: Uni Graz / Pichler

Viele tun’s im Frühling, andere warten etwas länger und einige bringt erst der Winter so richtig in Fahrt – wann eine Pflanze zu blühen beginnt, wird durch verschiedene innere und äußere Signale gesteuert. In einer Studie, die im renommierten Wissenschaftsjournal Plant Physiology veröffentlicht wurde, konnten Forschende der Uni Graz klären, welche Rolle das Hormon Cytokinin dabei spielt. Die Erkenntnisse sind auch mit Blick auf die Züchtung von Nutzpflanzen für die Landwirtschaft interessant. Angesichts sich verändernder klimatischer Bedingungen könnten Anpassungen des Blühbeginns zur Ertragssicherung beitragen.

Der Wachstumszyklus von Pflanzen wird von einigen äußeren Bedingungen, allen voran der Temperatur und dem Licht der Sonne beeinflusst. Hinzu kommen aber auch innere steuernde Faktoren. Dazu zählt das Pflanzenhormon Cytokinin. „Sowohl bei langen als auch bei kurzen Tagen fördert Cytokinin die Blüte, wobei es bei wenigen Stunden Tageslicht besonders stark wirkt“, berichtet Isabel Bartrina, Hauptautorin einer aktuellen Publikation zu diesem Thema.

Die Pflanzenphysiologin aus der Forschungsgruppe von Tomáš Werner an der Universität Graz hat untersucht, wie Cytokinin die Blütezeit reguliert. „Den stärksten Einfluss haben spezifische Formen des Hormons, die in der Wurzel gebildet werden: das sogenannte trans-Zeatin“, so Bartrina. „Ist ihr Transport gestört, verzögert sich die Blüte. Diese Ergebnisse zeigen eine überraschende und bisher wenig beachtete Rolle der Wurzeln bei der Kontrolle des Blühbeginns.“

Cytokinin beeinflusst die Mengen der Mikro-RNA-Moleküle miR156 und miR172, die den Alterungsprozess regulieren. „Je höher der Cytokinin-Spiegel, umso schneller wird die Pflanze gewissermaßen erwachsen. Erst wenn sie dieses Stadium erreicht hat, kann sie blühen“, erklärt die Forscherin. Fehlt das Hormon, verzögert sich die Blüte. Für ihre Untersuchungen nutzten die Wissenschaftler:innen die Acker-Schmalwand (Arabidopsis thaliana) als Modell.

Die neuen Erkenntnisse könnten der Züchtung von Nutzpflanzen dienen, deren Blühbeginn an klimatische Bedingungen oder andere Anforderungen angepasst werden soll. Sei es um Schäden durch Spätfröste zu vermeiden oder um eine optimale Bestäubung durch die Bienen zu gewährleisten.

Publikation
Root-derived cytokinin regulates Arabidopsis flowering time through components of the age pathway
Plant Physiology
https://doi.org/10.1093/plphys/kiaf204

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Gudrun Pichler

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