Das Projekt "Durch Pflanzen induzierte Heterogenität des osmotischen Potentials in Böden. Bedeutung für Wasseraufnahme und Wachstum der Pflanzen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Halle-Wittenberg, Landwirtschaftliche Fakultät, Institut für Bodenkunde und Pflanzenernährung, Lehrstuhl Physiologie und Ernährung der Pflanzen durchgeführt. Durch Massenfluss kann es zur Anreicherung von Salzen in der Rhizosphäre kommen. Dem entsprechend muß es auch zur Ausbildung von Gradienten des osmotischen Potentials in Böden kommen. Diese wurden bislang, obgleich immer wieder theoretisch postuliert, messtechnisch kaum erfasst. Osmotische Potentialgradienten in der Rhizosphäre sollten für die Wasseraufnahme von Pflanzen und damit für deren Wachstum von erheblicher Bedeutung sein. Ihre Quantifizierung in Abhängigkeit von verschiedenen Umweltfaktoren kann einen wichtigen Beitrag zum besseren Verständnis des Wasserhaushaltes von Pflanzen unter Stressbedingungen leisten. Dies dürfte vor allem bei Managementmaßnahmen in Landnutzungssystemen von Bedeutung sein, in denen Wassermangel bzw. Salzstress eine wichtige Rolle spielen (Bergbaufolgelandschaften, Weidewirtschaft in ariden Gebieten). Ziel der im Antrag vorgeschlagenen Untersuchungen ist es, Methoden zur systematischen Messung der räumlichen und zeitlichen Dynamik des osmotischen Potentials in der Rhizosphäre im Vergleich zum Gesamtboden zu entwickeln und anzuwenden. Dies soll durch eine Kombination bekannter Techniken zur Untersuchung von Prozessen in der Rhizosphäre mit neueren Verfahren zur Gewinnung von Bodenlösung aus kleinen Bodenvolumina bzw. zur in situ Messung verwirklicht werden.
Das Projekt "Regulation der durch Phosphatmangel induzierten Citratabgabe aus Proteoidwurzeln der Weißlupine (Lupinus albus L.)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Hohenheim, Fakultät III Agrarwissenschaften I, Institut für Pflanzenernährung durchgeführt. Die Ergebnisse eines vorangegangenen DFG-Projektes lieferten Hinweise darauf, dass die verstärkte Abgabe von Citrat und Protonen unter P-Mangelbedingungen auf einer erhöhten Akkumulation von Citronensäure im Wurzelgewebe beruht. Diese verstärkte Citratakkumulation ist einerseits die Folge einer erhöhten Biosyntheserate, beruht andererseits aber wahrscheinlich auch auf einem durch P-Limitierung der Atmungskette verminderten Citratumsatz im Citratcyklus. Zur Prüfung dieser Hypothese sollen P-Mangel induzierte Veränderungen der am Citratumsatz beteiligten Stoffwechselwege untersucht werden, um so Hinweise auf die an der Regulation beteiligten Schlüsselreaktionen zu erhalten. Im einzelnen sind Messungen der Wurzelatmung, des Pools an Adeninnukleotiden, des Redoxstatus (NADH/NAD-Verhältnis), 14C markierter Intermediärprodukte des Citratstoffwechsels und der an den Umsetzungen beteiligten Enzymaktivitäten, sowie Untersuchungen zur Citratakkumulation nach gezielter Applikation von Respirationshemmstoffen (KCN, SHAM) geplant. Die Wirksamkeit verschiedener Anionenkanalinhibitoren lieferte erste Hinweise, dass die Citratabgabe durch einen Anionenkanal im Plasmalemma erfolgt. Nach Isolierung von Protoplasten aus dem Proteoidwurzelgewebe soll über Patch-Clamp Messungen versucht werden, die Beteiligung eines Anionenkanals direkt nachzuweisen.