Erforschung der Polysaccharidzusammensetzung von Pflanzenzellwänden in sukkulenten Aloen

Aloe Vera ist eine bekannte Pflanzenart aus der Gattung Aloe, die weltweit in einer Vielzahl von Produkten verwendet wird, von Cremes und Seifen bis hin zu Getränken und rezeptfreien Produkten. Die Gattung Aloe wird seit Jahrhunderten in der traditionellen Medizin verwendet, und etwa 20 % der Arten werden lokal in den Regionen verwendet, in denen sie wachsen.

Es sind jedoch nur Aloe Vera und eine kleine Handvoll anderer Aloe-Arten, die außerhalb ihrer Heimatgebiete kommerziell genutzt werden. Alle Aloen sind Sukkulenten – genauer gesagt Blattsukkulenten –, was bedeutet, dass sie zu einer Gruppe von Pflanzen gehören, die besonders gut darin sind, ihren Wasserfluss zu halten und zu kontrollieren. Bei Aloe wird Wasser in einem bestimmten Gewebe namens Hydrenchym gespeichert, das sich in der Mitte der Blätter befindet. Es ist dieses Gewebe, das sowohl direkt als auch in Produkten zum Beispiel gegen Sonnenbrand verwendet wird.

Forscher des Naturkundemuseums von Dänemark, des GLOBE-Instituts und der Abteilung für Pflanzen- und Umweltwissenschaften der Universität Kopenhagen haben in Zusammenarbeit mit Forschern der Royal Botanic Gardens Kew und der Newcastle University in England die Polysaccharidzusammensetzung des Hydrenchyms in 93 verschiedenen untersucht Arten von Aloe. Sie haben dies getan, um den Zusammenhang zwischen den Polysacchariden, der medizinischen Verwendung der Pflanzen, der Phylogenie, Wuchsform, Verbreitung, Blattmorphologie usw. besser zu verstehen.

Die Untersuchungen haben gezeigt, dass die Polysaccharidzusammensetzung des Sukkulentengewebes der Aloe in erster Linie mit ihrer Wuchsform und Blattmorphologie korreliert werden kann. Mit anderen Worten, wenn eine Aloe-Art zur Gruppe der stammlosen Aloen mit Blättern in einer Rosette gehört (wie Aloe Vera), dann wird die Polysaccharid-Zusammensetzung ihres Sukkulentengewebes wahrscheinlich anderen Arten ähneln, die ähnlich aussehen. Die Ergebnisse ihrer Studie wurden gerade in der Fachzeitschrift veröffentlicht Pflanzen, Menschen, Planet.

„Unsere Ergebnisse zeigen, dass die Polysaccharidzusammensetzung des Sukkulentengewebes der Aloe eng mit ihrer Wuchsform und Blattmorphologie zusammenhängt, was aus biologischer Sicht sinnvoll ist. Gleichzeitig zeigen sie aber auch, dass die Polysaccharidzusammensetzungen nicht korreliert werden können mit der medizinischen Verwendung, der Phylogenie oder der Verbreitung der Art, was bedeutet, dass es potenziell viele andere Aloe-Arten gibt, die anstelle von Aloe Vera verwendet werden könnten“, sagt Postdoc Louise Isager Ahl.

Bausteine

Komplexe Zucker oder Polysaccharide sind die Bausteine, die verwendet werden, um die Zellwand in Pflanzen aufzubauen, und ihre Zusammensetzung und Konstruktion variiert je nach Art, Teil (z. B. Stamm oder Blatt) oder Gewebe, das untersucht wird. Da Pflanzen stationär sind, haben ihre Zellwände eine Plastizität entwickelt, die es ihnen ermöglicht, ihre Polysaccharidzusammensetzung in Abhängigkeit von äußeren Reizen wie Dürre mehr oder weniger stark zu verändern. Die Polysaccharidzusammensetzung ist entscheidend für die Gewebeeigenschaften und die Anpassungsfähigkeit an Veränderungen in der unmittelbaren Umgebung der Pflanze.

Leider kennen wir die Polysaccharidzusammensetzung der meisten Pflanzenarten der Welt nicht, da Polysaccharide die komplexesten Chemikalien sind, die in der Natur vorkommen. Polysaccharidprofile für 93 Arten einer Gattung für die weitere Forschung zu haben, ist daher äußerst wertvoll im Hinblick auf unser Verständnis, wie Pflanzenarten aufgebaut sind und wie sie von Umweltveränderungen beeinflusst werden.

„Eine so detaillierte Beschreibung eines bestimmten Gewebes einer Gattung gibt uns die Möglichkeit, die Anpassung, die Sukkulente ist, viel detaillierter zu untersuchen, als wir es zuvor konnten. Die Zusammenarbeit zwischen Botanikern und Polysaccharidchemikern in dieses Projekt hat uns ein viel besseres Verständnis der Korrelation zwischen diesen Zuckern in Bezug auf eine Vielzahl von Parametern gegeben“, sagt Postdoc Louise Isager Ahl.