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Gibberelline

Unentbehrlich für Keimung und Wachstum

Hyoscyamus niger (Bilsenkraut) © Matthew Sleigh

Zu Beginn des vorigen Jahrhunderts sorgten sich asiatische Reisbauern um ihre Ernte, weil ihre Halme eher bleich und spindelförmig aussahen, leicht umknickten und kaum Blüten ausbildeten. Hohe Verluste bei der Ernte waren die Folge. Wissenschaftler versuchten, diese Reiskrankheit zu ergründen. Der Forscher Eiichi Kurosawa erkannte schließlich, dass die Symptome mit dem Befall eines Pilzes zusammenhingen, Gibberella fujikuroi. Dieser sonderte eine Substanz ab, die 1926 den Namen Gibberellin erhielt.

In den folgenden Jahren entdeckten Wissenschaftler, dass Gibberelline ein essentieller Bestandteil von Pflanzen sind und als Pflanzenhormon wichtige Vorgänge steuern. Bisher sind über 100 Vertreter dieser Gruppe gefunden worden. Das in höheren Pflanzen am häufigsten nachgewiesene Gibberellin ist die Gibberellinsäure. Pflanzen bilden die Gibberelline vor allem in wachsenden Geweben wie Spross und Wurzel, jungen Blätter sowie unreifen Samen und Früchten.

Um herauszufinden, wie Gibberelline in der Pflanze wirken, haben Forscher Experimente mit Mutanten der Gartenbohne (Phaseolus vulgaris) durchgeführt, die aufgrund eines genetischen Defekts zwergwüchsig blieben. Nach der Behandlung mit Gibberellinsäure holten die Pflanzen jedoch auf und unterschieden sich nach kurzer Zeit nicht mehr von den normalwüchsigen Kontrollpflanzen. Dadurch wurde klar, dass Gibberelline ähnlich wie Auxine eine Sprossverlängerung durch Streckungswachstum in der Pflanze bewirken können. Offensichtlich fehlte bei den zwergwüchsigen Pflanzen das Hormon. Die Wissenschaftler machten daher einen Fehler in der Gibberellin-Biosynthese für den Zwergwuchs verantwortlich.

In der Praxis nutzen Landwirte diese Auswirkung, indem sie synthetisch hergestellte Hemmstoffe der Gibberellin-Biosynthese als Wachstumshemmer einsetzen, um bei ihren Pflanzen eine bessere Standfestigkeit zu erzielen. Dies macht sich besonders beim Anbau von Getreide bezahlt, zum Beispiel bei Weizen.

Auch im Obstanbau profitieren Landwirte gerne von den Eigenschaften der Gibberelline oder deren Hemmstoffen. Ebenso wie Auxine stimulieren Gibberelline die Entwicklung von Früchten ohne vorherige Samenentwicklung, wie beispielsweise bei Äpfeln, Kürbissen und Auberginen. Die gleichzeitige Zugabe von Gibberellinen und Auxinen führt zur Bildung von Früchten, die doppelt so groß sind wie die normalen. Da Gibberelline die verstärkte Ausbildung von männlichen Blüten fördern, setzen Landwirte in der Praxis bei Gurken beispielsweise Hemmstoffe der Gibberellinsynthese zur Förderung des Fruchtansatzes ein.

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Ersetzt Wasser, Kälte oder Licht

Wenn Getreidekörner keimen, benötigen sie nicht nur Wasser zum Quellen. Auch die Versorgung mit Nährstoffen muss für den Embryo gewährleistet sein. Diese sind zunächst in unzugänglicher Form im Nährgewebe gespeichert und müssen im Zuge der Keimung dem Embryo zur Verfügung gestellt werden. Die Wasseraufnahme ist für den Embryo das Signal, Gibberellinsäure abzugeben. Diese kurbelt die Bildung von α-Amylase an, einem stärkespaltenden Enzym, das im Nährgewebe die Auflösung von Reservestoffen bewirkt.

Extern zugegebene Gibberellinsäure erzielt bei embryofreien Getreidekörnern denselben Effekt.

In ähnlicher Weise können Gibberelline verschiedene andere Außenreize ersetzen, beispielsweise die Effekte niedriger Temperatur auf die Blütenbildung oder Keimfähigkeit von Samen, wie dem der Haselnuss oder der Eiche. Samen, die Licht zum Keinem brauchen, zum Beispiel Salat, keimen nach Zugabe von Gibberellinsäure auch im Dunkeln. Andere Pflanzen, wie das Bilsenkraut Hyoscyamus niger aus der Familie der Nachtschattengewächse benötigen eine längere Lichtperiode, bevor sie Blüten ausbilden. Nach Behandlung mit Gibberellinsäure blühen sie jedoch auch unabhängig davon.

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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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