Trockenstress kann die metabolischen und physiologischen Prozesse von Pflanzen unterbrechen, einschließlich des Stickstoff- und Aminosäurestoffwechsels. Forscher der Abteilung für Pflanzenbiologie der Rutgers University haben sich die Rolle von Aminosäuren und Stickstoff für das Nachwachsen von Rasengras in der kühlen Jahreszeit oder die Erholung von Trockenstress genauer angesehen.
Die Ziele dieser Studie waren zu untersuchen, wie Gamma-Aminobuttersäure (GABA) oder Prolin, allein und in Kombination, oder anorganischer Stickstoff [ammonium nitrate (NN)] kann die Rasenleistung während Trockenstress und Wiederbewässerung unterschiedlich beeinflussen. Die Autoren versuchten auch zu bestimmen, wie diese mit Stickstoff angereicherten Verbindungen an der Regulierung der endogenen Akkumulation anderer Aminosäuren während Trockenstress beteiligt sein könnten, was zur Erholung nach der Dürre beiträgt.
Sodenpfropfen des kriechenden Straußgrases (Agrostis stolonifera cv. Penncross), die in poröses, keramisches, frittiertes Tonmedium gepflanzt wurden, wurden gut bewässerten Bedingungen oder Dürrestress ausgesetzt, indem die Bewässerung 21 Tage lang in den Wachstumskammern unterbrochen wurde.
Die Pflanzen wurden mit Wasser (unbehandelte Kontrolle), GABA oder Prolin allein und in Kombination oder NN durch Blattbesprühung vor Dürrestress und alle 7 Tage während der 21-tägigen Stressperiode behandelt. Zur Erholung nach der Dürre wurden die Pflanzen nach 21 Tagen der Dürrebehandlung 14 Tage lang erneut bewässert, um den Wassergehalt des Bodens wieder auf das Vorbelastungsniveau zu bringen.
Die Ergebnisse dieser Studie zeigen, dass die exogene Anwendung von GABA das Rasenwachstum unter Trockenstress signifikant verbesserte, aber die Wiederbegrünung oder das Nachwachsen von Pflanzen nicht verstärkte, sobald der Stress während der Wiederbewässerung abgebaut wurde, was darauf hindeutet, dass GABA am wirksamsten beim Schutz der Pflanzen vor Trockenstress ist.
Die Anwendung von anorganischem NN war wirksam bei der Förderung einer schnellen Erholung nach einer Dürre und des Wachstumspotenzials durch die Aktivierung des Aminosäurestoffwechsels. Prolin zeigte positive Auswirkungen auf die Verbesserung der Pflanzentoleranz gegenüber Trockenstress, was sich in einem erhöhten relativen Wassergehalt der Blätter und anderen Kronenparametern sowie in der Erholung nach der Trockenheit bei der Wiederbewässerung manifestiert.
Die Studie zeigt, dass endogene Aminosäuren, einschließlich GABA, Prolin, Alanin und Glutaminsäure, als Biomarker verwendet werden können, um trockenheitstolerante Pflanzen und biostimulierende Komponenten zur Verbesserung der Trockenstresstoleranz und Erholung nach Stress bei Rasengräsern in der kühlen Jahreszeit auszuwählen .
Laut dem Autor, Bingru Huang, Department of Plant Biology, Rutgers University, „waren stickstoffangereicherte organische Moleküle, GABA und Prolin, wirksamer, um Pflanzen vor Dürreschäden zu schützen oder die Dürretoleranz zu fördern, während anorganischer Stickstoff für die Stimulierung der Pflanzenregeneration vorteilhafter war durch Trockenstress“
Die Forschung wurde in veröffentlicht Zeitschrift der American Society for Horticultural Science.
Mehr Informationen:
Cathryn Chapman et al, Differentielle Regulierung von Aminosäuren und Stickstoff für Trockenheitstoleranz und Poststress-Erholung bei Kriechendem Straußgras, Zeitschrift der American Society for Horticultural Science (2022). DOI: 10.21273/JASHS05215-22