Hitzestress induziert und beschleunigt die Alterung der Blätter, die durch einen Verlust von Chlorophyll und eine Verschlechterung der Zellmembran sowie oxidative Schäden gekennzeichnet ist. Die Blattalterung kann durch das Hormon Ethylen verstärkt werden, das als Signal für die Zellreifung und -alterung fungiert.
Bei Pflanzen, die Hitzestress ausgesetzt sind, wird Ethylen häufiger produziert, was zu einer vorzeitigen Blattalterung führt. Es wurde festgestellt, dass die Hemmung der Ethylensynthese oder -wirkung bei der Unterdrückung der Blattalterung bei verschiedenen Pflanzenarten, die abiotischem Stress, einschließlich Hitzestress, ausgesetzt sind, wirksam ist. Daher ist die Anwendung von Ethyleninhibitoren ein praktikabler Ansatz zur Verlängerung des Blattwachstums und zur Verbesserung der Stresstoleranz der Pflanzen.
Das Ziel dieser Studie bestand darin, festzustellen, ob das Besprühen der Blätter mit dem Ethyleninhibitor Aminoethoxyvinylglycin (AVG) die hitzebedingte Blattalterung durch Auswirkungen auf die Chlorophyllsynthese und abbauende Enzyme im Kriechenden Straußgras (Agrostis stolonifera) unterdrücken kann.
Die Pflanzen wurden 25 Tage lang in umweltkontrollierten Wachstumskammern unter Temperaturbedingungen ohne Stress (22/17 °C Tag/Nacht) oder Hitzestress (35/30 °C Tag/Nacht) sowie Rasenqualität, Elektrolytaustritt und Chlorophyll gehalten Der Gehalt wurde gemessen, um das Ausmaß der Blattalterung zu beurteilen.
Die Blätter der Pflanzen wurden vor und während der Hitzebelastung in Abständen von 7 Tagen mit 25 µm AVG besprüht. Nach 21 bis 25 Tagen Hitzestress wiesen die mit AVG behandelten Pflanzen eine deutlich höhere Rasenqualität und einen deutlich höheren Chlorophyllgehalt auf, während der Elektrolytverlust im Vergleich zu unbehandelten Kontrollen deutlich geringer war
Die Ergebnisse der aktuellen Studie legen zusammen mit früheren Studien nahe, dass AVG zusätzlich zu den anderen zuvor berichteten Mechanismen die hitzebedingte Blattalterung unterdrücken könnte, indem es die Chlorophyllsynthese aufrechterhält und den Chlorophyllabbau in Kriechgras, das Hitzestress ausgesetzt ist, durch Einwirkung auf enzymatische Aktivitäten mildert .
Das Verständnis, wie AVG den Chlorophyllstoffwechsel auf molekularer Ebene regulieren kann, könnte die Entwicklung neuer Linien von Grasarten für die kühle Jahreszeit mit bleibenden Grüneigenschaften erleichtern, um während der Sommermonate hochwertiges Rasengras zu erhalten.
Das Papier ist veröffentlicht im Zeitschrift der American Society for Horticultural Science.
Mehr Informationen:
Stephanie Rossi et al., Hitzeinduzierte Blattalterung bei Kriechendem Bentgrass, unterdrückt durch Aminoethoxyvinylglycin, was die Regulierung des Chlorophyllstoffwechsels mit sich bringt, Zeitschrift der American Society for Horticultural Science (2023). DOI: 10.21273/JASHS05297-23