Aufnahme und Transport organischer Substanzen durch die Wurzeln holziger Pflanzen

2001

S. 121-134

32 Lit. Ang.

Unselbständiges Werk

200084592

Die Aufnahme und der Transport organischer Substanzen durch die Wurzeln einer Holzpflanze - Pinus sylvestris L. - wurde mit Hilfe der Makro- und Mikroautoradiographie untersucht. Über die Wurzeln vorverdunkelter Pflanzen wurden hoch 14 C-markierte organische Substanzen im Licht angeboten: Saccharose, L-Asparaginsäure, L-Glutaminsäure und L-Lysin. Hoch 14 C-Saccharose wurde in die meisten Epidemiszellen der Pinus-Wurzel aufgenommen und dort akkumuliert, was für einen aktiven Aufnahmemechanismus spricht. Auch in den Cortexzellen fand eine Aufnahme und Akkumulation entlang der gesamten 60 mm langen Aufnahmezone statt; das Akkumulationsmaximum lag nicht in Wurzelspitze und Streckungswachtumszone. Der Eintransport von hoch 14 C-Saccharose in den Zentralzylinder bewirkte nur eine geringe Akkumulation, wohl aber einen Langstreckentransport bis in die Übergangszone Wurzel/Sproß, jedoch nicht bis in den Sproß selbst; dies spricht für einen Langstreckentransport im Phloem. Hoch 14 C-Asparingsäure wurde entlang der gesamten Aufnahmezone in die Epidemiszellen aufgenommen und dort akkumuliert. Eine wesentlich schwächere, aber gleichmäßige Markierung von Cortex und Zentralzylinder spricht für eine Beladung der Cortexzellen und einen symplastischen Transport über die Endodermis in die Zellen des Zentralzylinders. Dort wurde die radioaktive Asparaginsäure bis in die Kurztriebe und Nadeln transportiert und in den Kurztrieben akkumuliert; ein Langstreckentransport im Xylem und Phloem ist somit denkbar. Hoch 14 C-Glutaminsäure wurde in die Epidemiszellen aufgenommen, aber nicht über die gesamte Aufnahmezone der Wurzel. Im Cortex war hoch 14-Glutaminsäure nur in geringen Mengen in den Zellen nachzuweisen, im Zentralzylinder gar nicht. Makroautoradiographien zeigten dennoch einen geringen Langstreckentransport in Richtung Sproß, der sich aber auf das Wurzelsystem beschränkte. Dies deutet auf einen Phloemtransport hin. Hoch 14 C-Lysin wurde durch die Wurzeln bis in den Zentralzylinder aufgenommen, bis in die Kurztriebe und Nadelblätter transportiert und in den Kurztrieben akkumuliert; ein Langstreckentransport im Xylem und Phloem ist somit denkbar. Vermutlich verlief der Transport im Cortex bis zur Endodermis weitgehend apoplastisch. Die Cortexzellen waren in Endodermisnähe am stärksten markiert. Im äußeren Bereich des Zentralzylinders gab es einen starken Einbau von hoch 14 C-Lysin in Zellen. Das Akkumulationsmaximum für hoch 14 C-Lysin lag in der Wurzelspitze und 6-45 mm basal von der Wurzelspitze. Die Streckungswachstumszone zeigte fast keine Radioaktivität. Eine Aufnahme aller radioaktiv markierten Substanzen in die Wurzel wurde beobachtet, obwohl ihre Konzentrationen im Inkubationsmedium viel geringer waren als ihre Gewebekonzentrationen. Kiefernwurzeln sind also in der Lage, organische Substanzen aus der Rhizosphäre aktiv und selektiv in die verschiedenen Typen von Wurzelzellen aufzunehmen, zu verarbeiten, zu akkumulieren und auch selektiv in den Sproß weiterzuleiten.