Der Klimawandel verstärkt weltweit die Auswirkungen von Dürren auf alle pflanzlichen Ökosysteme. Obwohl neue Werkzeuge entwickelt wurden, um Trockenstress in Pflanzen zu erkennen und zu bewerten – transkriptomische oder metabolomische Technologien usw. – sind sie immer noch schwierig in natürlichen Ökosystemen anzuwenden, insbesondere in abgelegenen Gebieten und Entwicklungsländern.
Nun ist eine Studie im Fachblatt erschienen Trends in der Pflanzenwissenschaft stellt eine Reihe von Techniken vor, die es Forschern ermöglichen, Trockenstress in Pflanzen auf kostengünstige, einfache und schnelle Weise zu erkennen und zu überwachen. Die Autoren der Studie sind die Experten Sergi Munné-Bosch und Sabina Villadangos von der Fakultät für Biologie und dem Institute for Research on Biodiversity (IRBio) der Universität Barcelona.
Bekämpfung der Auswirkungen von Dürre auf Pflanzen
Die verfügbaren Techniken zur Erkennung und Überwachung der Auswirkungen von Trockenstress in Pflanzen reichen von sehr einfachen und kostengünstigen Maßnahmen (Analyse des Wachstums oder des relativen Wassergehalts) bis hin zu komplexeren und teureren Ansätzen (Omics-Technologien).
UB-Professor Sergi Munné-Bosch, Professor am Institut für Evolutionsbiologie, Ökologie und Umweltwissenschaften, erklärt, dass diese innovativen Technologien „neue Möglichkeiten zur Erkennung und Überwachung von Trockenstress geboten haben, aber ihre Kosten weltweit zu Ungleichheiten führen“.
„Leider ist heute die ganze Welt vom Mangel an Wasserressourcen betroffen, insbesondere im Zusammenhang mit dem aktuellen Klimawandel, den wir erleben. Und Länder mit geringeren wirtschaftlichen Ressourcen sind leider keine Ausnahme. Das sollte man am meisten bedenken der ärmsten Länder befinden sich in Afrika, wo sich auch die größten ariden und subariden Regionen der Welt befinden.“
Labore mit Grundausstattung
Die Studie reagiert auf die Notwendigkeit, effektive und kostengünstige Protokolle zu erstellen, um leicht zu erkennen und zu untersuchen, wie sich Dürren auf Pflanzen auswirken. Insbesondere stellen die Autoren eine Reihe sehr zugänglicher Techniken vor, die mit grundlegender Laborausrüstung angewendet werden können: Präzisionswaage, Mikroskop, Zentrifuge, Spektralfotometer, Ofen, Kamera und Computer.
Diese Labors könnten verschiedene Parameter zu Wachstumsraten, Blattwassergehalt, Pigmenten und Blattlebensfähigkeit mit dem Tetrazoliumtest analysieren, einer organischen heterozyklischen Verbindung, die traditionell in pflanzenphysiologischen Studien verwendet wird.
„Mit diesen Indikatoren können wir uns ein vollständiges Bild davon machen, welche Arten am besten an ein bestimmtes Klima angepasst sind oder wie eine bestimmte Kultur auf veränderte Bedingungen in einer bestimmten Region im aktuellen Kontext des Klimawandels reagiert“, sagt Munné-Bosch.
„All diese Maßnahmen sind einfach durchzuführen. Außerdem kann in kürzester Zeit ein spezialisiertes Team zusammengestellt werden, um Maßnahmen schnell und effizient zu entwickeln. Und sie sind mit sehr geringen Kosten umsetzbar, sodass sie weltweit tragfähige Ansätze sind“, sagt er Der Forscher.
Der Tetrazolium-Test: Einen Klassiker zurückbekommen
In einer zweiten Studie in derselben Zeitschrift hebt das Team die Verwendung des Tetrazolium-Tests als nützliche und einfach anzuwendende Methode zur Bewertung der Auswirkungen von Trockenstress auf Pflanzen hervor. „Mit diesem Test können wir nicht nur feststellen, ob eine Zelle, ein Gewebe oder ein Organ lebt oder tot ist, sondern er ist auch ein ausgezeichneter Indikator für seine Langlebigkeit; mit anderen Worten, er ist ein wissenschaftliches Werkzeug, mit dem wir vorhersagen können, wie lange eine Pflanze lebt leben wird. Dies kann besonders für das Biodiversitätsmanagement und Erhaltungsprogramme nützlich sein, insbesondere im aktuellen Kontext des Klimawandels“, sagt der Forscher.
Die Auswirkungen des Klimawandels stimulieren die Forschung darüber, wie sich Pflanzen an neue Umweltbedingungen anpassen. „Mehr als ein Anreiz, das ist eine Notwendigkeit. Der Mensch muss sich an den Klimawandel anpassen, und er wird dies immer besser Hand in Hand mit der Natur tun und sich in sie integrieren. Und dazu ist es unerlässlich, die Ökosysteme und alle zu kennen die Organismen, die zu ihnen gehören, einschließlich Pflanzen“, sagt Munné-Bosch.
Das Entwerfen und Implementieren hochwertiger wissenschaftlicher Werkzeuge ist entscheidend, um Managementpläne zu erstellen und die Biodiversität weltweit zu erhalten. „Diese Studie trägt zu einem besseren Verständnis der Reaktion der Pflanzen auf Trockenheit im Kontext des Klimawandels bei und kann darüber hinaus für Biodiversitätsmanagementprogramme nützlich sein“, sagt UB-Forscherin Sabina Villadangos.
Die Studie erleichtert auch die weltweite Umsetzung dieser Maßnahmen. „Man muss bedenken, dass die Auswirkungen des globalen Wandels verheerend sein werden, wenn sich alle Länder angesichts absehbarer Veränderungen nicht abstimmen“, schließt Sergi Munné-Bosch.
Mehr Informationen:
Sergi Munné-Bosch et al, Billige, kostengünstige und schnelle Stress-Biomarker zur Erkennung und Überwachung von Trockenstress in Pflanzen, Trends in der Pflanzenwissenschaft (2023). DOI: 10.1016/j.tplants.2023.01.004
Sabina Villadangos et al, Der Tetrazolium-Test: Wiederbelebung eines alten, aber nützlichen Stressmarkers, Trends in der Pflanzenwissenschaft (2023). DOI: 10.1016/j.tplants.2023.01.003