Neue Aspekte in der Nährstoffaufnahme von Pflanzenwurzeln
Abstract
Transmembran Transportproteine ermöglichen die Nährstoffaufnahme in Pflanzenwurzeln entweder durch aktiven Transport entgegen oder durch passiven Transport entlang eines elektrochemischen Gradienten. Nährstoffaufnahme von Wurzeln ist ein kinetischer, von der Nährstoffkonzentration in der externen Lösung abhängiger Prozess, der als Michaelis-Menten Wurzelaufnahmekinetik formalisiert wurde. Einige neue Studien zeigen allerdings Abweichungen vom klassischen Michaelis-Menten Modell. Entgegen der Annahme dass ausschließlich Transportereigenschaften den Pflanzenaufnahmefluss bestimmen wurde gezeigt, dass durch ungerührte Fluidschichten, die sich sogar in gut gerührten Nährlösungen in der Nähe von Pflanzenwurzeln bilden, die Ionendiffusion den Nährstoffaufnahmenluss durch limitierte Ionennachlieferung an die Wurzelzellenoberfläche kontrollieren kann. Ausserdem haben wir kürzlich gezeigt dass Phosphorefflux stark an den Wurzelspitzen von Maiswurzeln lokalisiert ist und nicht, wie vorher angenommen, homogen über die gesamte Wurzeloberfläche verteilt ist. In diesem Forschungsprojekt zielen wir auf ein besseres Verständis der Nährstoffaufnahme durch Pflanzen durch die Erhebung eines umfangreichen Datensatzes über Diffusionslimitierungen in der Nährstoffaufnahme und über die Lokalisierung von Ionenefflux aus Wurzeln ab. Weiters bestimmen wir den Einfluss dieser Effekte auf die Simulation der Nährstoffaufnahme. Messungen und Simulationen erfolgen mit einer Reihe höchst innovativer und neuartiger Techniken chemischer Abbildungen, der Nährlösungsbeprobung und der numerischen Simulation. Wir erwarten, dass die Ergebnisse dieses Projekts das momentane Verständnis der Pflanzennährstoffaufnahme signifikant erweitern, spezielle auf der sub-mm Skala, deren experimentelle Untersuchung sehr anspruchvoll ist.
Publikationen
Mitarbeiter*innen
Jakob Santner
Priv.-Doz. Dipl.-Ing. Dr.nat.techn. Jakob Santner
jakob.santner@boku.ac.at
Projektleiter*in
01.08.2015 - 31.07.2020
Alireza Golestanifard
Dr.nat.techn. Alireza Golestanifard
alireza.golestani-fard@boku.ac.at
Projektmitarbeiter*in
01.08.2015 - 31.07.2020
Hans-Peter Kaul
Univ.Prof. Dipl.-Ing. Dr.nat.techn. Hans-Peter Kaul
hans-peter.kaul@boku.ac.at
Tel: +43 1 47654-95111
Projektmitarbeiter*in
01.08.2015 - 31.07.2020
Martin Schneider
Dipl.-Ing. Martin Schneider B.Sc.
martin.schneider@boku.ac.at
Projektmitarbeiter*in
03.10.2016 - 31.07.2018
Walter Wenzel
Univ.Prof. Dipl.-Ing. Dr.nat.techn. Walter Wenzel
walter.wenzel@boku.ac.at
Tel: +43 1 47654-91143, 91161
Projektmitarbeiter*in
01.08.2015 - 31.07.2020