Strukturelle Modifizierungen des Apoplasten und deren Folgen für die Ionenaufnahme : The apoplast and its significance for the nutrition of higher plants

1998

S. 521-531

77 Lit. Ang.

Unselbständiges Werk

200053154

Nährionen treten aus der Bodenlösung entweder direkt oder über die Hyphen von Mycorrhizapilzen zunächst in den Apoplasten der Wurzel ein, ein chemisch komplexes Kompartiment. Der Weg der Ionen in nicht modifizierten Zellwänden führt durch wassergefüllte Räume mit einem Durchmesser von ca. 10 nm und wird beeinflußt durch vorwiegend negative Ladungsstellen. Die Permeabilität der Zellwand ist variabel in Abhängigkeit von ihrem Alter und möglichen sekundären Veränderunge. Sehr junge Zellwände sind weniger permeabel sld ältere Zellwände, deren Permeabilität jedoch durch Ablagerungen von Suberin und Ligning herabgesetzt sein kann. Es ist nicht geklärt, in wie weit Mucilage und kondensierte Tannine ebenfalls die Permeabilität von Zellwänden herabsetzen. Casparysche Streifen bestehend aus Suberin und Lignin in radialen und transversalen Zellwänden treten in der Endo- und Exodermis auf. Sie bilden einen durchgehenden Cylinder in der Wurzel und verhindern dadurch den Transport von Ionen in den Raum, den sie begrenzen. Eine wichtige weitere Auswirkung der Bildung des Casparyschen Streifens ist die Kanalisierung der Zugänglichkeit aus der Bodenlösung und der Nährstoffaufnahme auf bestimmte Zellen. Es wird auf der Basis von Beobachtungen über die Permeabilität von Farbstoffen postuliert, daß Veränderungen der Zellen vergleichbar zum Casparyschen Streifen auch in Korkzellen stattfinden. Suberin kann in Form von auf die Zellwand aufgelagerten lamellaren Schichten in allen Endodermis-, Exodermis- and Kork-Zellen auftreten. Im Unterschied zum Casparyschen Streifen begrenzen diese Lamellen die Bewegung von Ionen zwischen Apoplast und Plasmamembran nur der individuellen Zellen, in denen sie auftreten. Kondensierte Tannine, die in Zellwänden von Baumwurzeln abgelagert werden und zu deren Verbraunung führen, scheinen eher antimikrobiell als permeabilitätshemmend zu wirken. Weitgehende Untersuchungen sind erforderlich, um die Struktur sowohl unmodifizierter Zellwände in einer Vielzahl von Pflanzenarten unter unterscheidlichen Wachstumsbedingungen aufzuklären.