Keimung und Keimlingsentwicklung von Zea mays unter Einwirkung verschiedener Stressoren
- Die Anforderungen an die Stresstoleranz der wichtigsten landwirtschaftlichen Nutzpflanzen werden durch den prognostizierten Klimawandel in vielen Regionen Deutschlands, so auch im Land Branden-burg, weiter wachsen. Zur Sicherung langfristig stabiler Ernteerträge müssen deshalb Sorten bereitge-stellt werden, die sich durch eine hohe Adaptationsfähigkeit gegenüber Witterungsfaktoren auszeich-nen. Da Zea mays als C4-Pflanze während der Hauptentwicklungsphase geringere Ansprüche an die Was-serverfügbarkeit als C3-Pflanzen stellt, dürfte der Maisanbau auch bei abnehmenden Niederschlägen bzw. ausgeprägten Dürreperioden bedeutsam bleiben. Kritisch sind aber, wie wir an der relativ dürre-toleranten Sorte "Bonny" zeigen konnten (Gzik 1997), auch bei dieser Kulturpflanze die Phasen der Keimung und der Keimlingsentwicklung. Zur Beurteilung der Stresstoleranz während dieser frühen Stadien der Entwicklung wurden Untersu-chungen zur Keimung und zum Keimlingswachstum exemplarisch mit fünf zugelassenen Sorten unter Einwirkung von StressorenDie Anforderungen an die Stresstoleranz der wichtigsten landwirtschaftlichen Nutzpflanzen werden durch den prognostizierten Klimawandel in vielen Regionen Deutschlands, so auch im Land Branden-burg, weiter wachsen. Zur Sicherung langfristig stabiler Ernteerträge müssen deshalb Sorten bereitge-stellt werden, die sich durch eine hohe Adaptationsfähigkeit gegenüber Witterungsfaktoren auszeich-nen. Da Zea mays als C4-Pflanze während der Hauptentwicklungsphase geringere Ansprüche an die Was-serverfügbarkeit als C3-Pflanzen stellt, dürfte der Maisanbau auch bei abnehmenden Niederschlägen bzw. ausgeprägten Dürreperioden bedeutsam bleiben. Kritisch sind aber, wie wir an der relativ dürre-toleranten Sorte "Bonny" zeigen konnten (Gzik 1997), auch bei dieser Kulturpflanze die Phasen der Keimung und der Keimlingsentwicklung. Zur Beurteilung der Stresstoleranz während dieser frühen Stadien der Entwicklung wurden Untersu-chungen zur Keimung und zum Keimlingswachstum exemplarisch mit fünf zugelassenen Sorten unter Einwirkung von Stressoren (begrenzte Wasserverfügbarkeit, Salzbelastung, erhöhte Temperaturen) durchgeführt. Neben Daten zum Wachstum wurden in den Keimlingsorganen auch verschiedene Stoffwechselparameter erfasst. Alle geprüften Sorten hatten eine Keimbereitschaft von 100%. Bereits milder Trockenstress von -0,2 MPa, induziert durch die Applikation von Polyethylenglykol 6000, verursachte bei allen Sorten einen Keimverzug. Bei einer Stressstärke von -0,4MPa war die Keimung verringert. Die stärkste Beeinflus-sung wurde bei "Bonny", gefolgt von "Diamant" und "Achat", beobachtet. Die Sorte "Helix" zeigte die höchste Toleranz. Auch das Wachstum der Keimlingsorgane war unter Trockenstress stark gehemmt, wobei wiederum die Sorte "Helix" die geringsten Abweichungen von der Kontrolle aufwies. Der Prolingehalt, der für viele Stressoren als Stressindikator gilt, war schon bei sehr mildem Stress (-0,2MPa) in den Keimlingsorganen dramatisch erhöht. Die Akkumulationsraten (im Vergleich zu den Kontrollen) waren bei den Sorten "Achat" und "Diamant" am höchsten und bei "Bonny" am niedrigsten. Der Gehalt an löslichen Zuckern war in den Koleoptilen aller Sorten unter Stress nahezu unverändert, während er in den Primärwurzeln erhöht war. Der Stärkegehalt lag in beiden Keim- lingsorganen bei Stress unter den Werten der Kontrollen. Der Gehalt an freien Aminosäuren stieg unter Stress an. Besonders der Anteil an basischen Aminosäuren war erhöht. Diese Ergebnisse weisen auf einen verstärkten Proteinabbau unter Stressbedingungen hin. Bei den geprüften Stoffwechselparametern konnte keine Korrelation zur Stressempfindlichkeit der Sorten beobachtet werden.…
