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Florigen

Das Phantom unter den Pflanzenhormonen

Wasserhyazinthe © USDA / Willey Durden

Seit fast 100 Jahren kursiert ein Phantom durch die Forschungslabore. Seit dieser Zeit sind Wissenschaftler auf der Suche nach dem Stoff, der Pflanzen zum Blühen bringt. Zumindest einen Namen hat er schon: Florigen, das so genannte Blühhormon.

Dass er existiert, haben Pfropfversuche mit Pflanzen gezeigt, deren Blütenbildung von der Tageslänge abhängig ist. Pflanzen nehmen die Dauer des einstrahlenden Lichts über die Blätter wahr. Wenn bei Langtagpflanzen die kritische Tageslänge überschritten ist, wird ein Signal in Richtung Sprossspitze gesendet mit der Nachricht, anstelle von Laubblättern nun Blüten auszubilden. In der Pflanzenzucht ist es eine gängige Methode Pflanzen zu veredeln, indem ihnen Teile von anderen Pflanzen aufgesetzt werden. Dabei beobachteten Forscher, dass das Signal zur Blütenbildung auch zwischen zwei Pfropfpartnern ausgetauscht werden kann. Sie setzten einer Langtagpflanze ein Blatt von einer Kurztagpflanze auf. Nach Belichtung unter Kurztagbedingungen begann die veredelte Langtagpflanze zu blühen, da in dem Blatt der Kurztagpflanze das entsprechende Signal gebildet und weitergeleitet wurde.

In den letzten Jahren haben sich die Forscher wieder verstärkt auf die Suche nach dem entsprechenden Blühhormon gemacht. Am Max-Planck-Institut für Züchtungsforschung in Köln isolierten sie bereits eine Substanz, von der sie glauben, dass es sich um eine Vorstufe des mysteriösen Florigens handelt. Sie beobachteten, dass die Blütenbildung mit dem Konzentrationsanstieg eines bestimmten Proteins namens ‚Constans’ verknüpft ist. Ist von diesem Protein zu wenig in den Blattzellen vorhanden, unterbleibt die Blütenbildung. Reichert es sich jedoch in den Zellen an, was unter langen Belichtungsphasen, wie sie an Frühlingstagen vorkommen, der Fall ist, kann es dort bestimmte Gene aktivieren, die die Blütenbildung auslösen.

Die Aufklärung, wie Pflanzen im Frühling Blüten ausbilden, könnte auch bei der Ertragssteigerung von Nutzpflanzen helfen. Da Blüten die Voraussetzung für die Fruchtbildung sind, wäre es von Vorteil, wenn Landwirte durch Zugabe eines Stoffes eine größtmögliche Anzahl von Knospen zum Blühen bringen könnten. Japanische Forscher haben vor kurzem nachgewiesen, dass Constans ebenfalls im Reis vorkommt. Auch die Vorteile für Gartenfreunde liegen auf der Hand. Pflanzen ließen sich mithilfe eines Blühhormons wesentlich einfacher und unabhängig vom Zeitpunkt zum Blühen bringen.

„Pflanzenkulturen, die unter extrem unwirtlichen Bedingungen angebaut werden, wie beispielsweise im hohen Norden, müssen früher blühen, damit sie noch rechtzeitig vor dem Wintereinbruch reif werden können. Und wenn wir bei transgenen Pflanzen die Zeitdauer ändern, für die das Constans dem Tageslicht ausgesetzt sein muss, dann könnten wir sie dazu bringen, früher zu blühen und damit sicherstellen, dass sie vor Eintritt des Winters geerntet werden können“, erklärt Professor George Coupland vom Max-Planck-Institut für Züchtungsforschung in Köln mögliche praktische Anwendungen.

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Stand: 22.03.2005

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In den Schlagzeilen

Inhalt des Dossiers

Phytohormone
Überlebenswichtige Botenstoffe im Pflanzenreich

Kleine Moleküle – große Wirkung
Auf die Mischung kommt es an

Auxine
Ein Bonus für die Landwirtschaft

Gibberelline
Unentbehrlich für Keimung und Wachstum

Cytokinine
Aus Eins macht zwei

Abscisinsäure
Rettung bei Wasserstress

Ethylen
Ein Gas bringt Früchte zum Reifen

Jasmonate
Wirkungsvolle Feindabwehr

Brassinosteroide
In kleinen Mengen unverzichtbar

Florigen
Das Phantom unter den Pflanzenhormonen

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