Transpiration bei Hitze
Abstract
Die Auswirkungen von Hitze auf Pflanzen sind untrennbar mit dem Wasserverbrauch der Pflanzen verbunden. Hitzewellen haben sich mehr als verdreifacht, erwärmen sich um 2,3 K und gehen meist mit Trockenheit einher. Bei Hitze agieren die Spaltöffnungen an der Grenze zwischen Kühlung und kritischem Wasserverlust. Sobald sie sich schließen, hört die Kühlung auf, die Überhitzung der Blätter steigert die Transpiration und der Wasserverlust über die Kutikula wird entscheidend. Leider steigt die Permeabilität der Kutikula mit der Hitze exponentiell an. Es ist wenig bekannt über die strukturelle Basis der Veränderungen, ob die erhöhte kutikuläre Transpiration reversibel ist und ob eine Akklimatisierung möglich ist. Auch die Toleranz gegenüber verschiedenen Hitzedosen und die Wirkung auf die kutikuläre Transpiration ist weitgehend unbekannt. Um diese Wissenslücken zu schließen, werden Pflanzen in gemäßigten alpinen vs. tropischen Habitaten verglichen, die unterschiedlichen Hitzedosen (Intensität x Dauer) ausgesetzt sind. Dabei werden die folgenden Fragen behandelt: Was sind die habitatspezifischen Hitzedosen, Blatt-zu-Luft-Temperaturdifferenzen und Dampfdruckdefizite? Beeinflusst die Hitzedosis das Hitzeüberleben? Welche Hitzedosis, Dampfdruckdefizite und welches Pflanzenwasserpotential schließen die Spaltöffnungen? Wie reagiert die kutikuläre Transpiration auf verschiedene Hitzedosen und Dampfdruckdefizite? Sind hitze-induzierte Veränderungen der kutikulären Transpiration reversibel? Verändert die Hitzeeinwirkung die Kutikula-Struktur? Erklärt übermäßiger Wasserverlust Hitzeschäden? Das Projekt erforscht daher die Reversibilität und das Akklimatisierungspotential von Hitzeschäden der kutikulären Transpiration mit verschiedenen Ansätzen. Um Einblicke in die Kutikula von Pflanzen aus kalten vs. heißen Habitaten zu erhalten, werden RAMAN-Mikroskopie und Transmissionselektronenmikroskopie eingesetzt. Vom Labor zum Feld und von Molekülen zu Individuen reichend, verspricht die Studie umfassend neue Erkenntnisse zum Hitzeüberleben von Pflanzen. Die Ergebnisse werden wichtig sein, um das zukünftige Hitzerisiko für Pflanzen in einer global wärmeren Welt abzuschätzen.
Hitzestresstoleranz Kutikula Hitzewelle Trockenstres Hitzedosis
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