580 Pflanzen (Botanik)
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Metabolites influence flowering time, and thus are among the major determinants of yield. Despite the reported role of trehalose 6-phosphate and nitrate signaling on the transition from the vegetative to the reproductive phase, little is known about other metabolites contributing and responding to developmental phase changes. To increase our understanding which metabolic traits change throughout development in Arabidopsis thaliana and to identify metabolic markers for the vegetative and reproductive phases, especially among individual amino acids (AA), we profiled metabolites of plants grown in optimal (ON) and limited nitrogen (N) (LN) conditions, the latter providing a mild but consistent limitation of N. We found that although LN plants adapt their growth to a decreased level of N, their metabolite profiles are strongly distinct from ON plant profiles, with N as the driving factor for the observed differences. We demonstrate that the vegetative and the reproductive phase are not only marked by growth parameters such as biomass and rosette area, but also by specific metabolite signatures including specific single AA. In summary, we identified N-dependent and -independent indicators manifesting developmental stages, indicating that the plant's metabolic status also reports on the developmental phases.
Silicon (Si) speciation and availability in soils is highly important for ecosystem functioning, because Si is a beneficial element for plant growth. Si chemistry is highly complex compared to other elements in soils, because Si reaction rates are relatively slow and dependent on Si species. Consequently, we review the occurrence of different Si species in soil solution and their changes by polymerization, depolymerization, and condensation in relation to important soil processes. We show that an argumentation based on thermodynamic endmembers of Si dependent processes, as currently done, is often difficult, because some reactions such as mineral crystallization require months to years (sometimes even centuries or millennia). Furthermore, we give an overview of Si reactions in soil solution and the predominance of certain solid compounds, which is a neglected but important parameter controlling the availability, reactivity, and function of Si in soils. We further discuss the drivers of soil Si cycling and how humans interfere with these processes. The soil Si cycle is of major importance for ecosystem functioning; therefore, a deeper understanding of drivers of Si cycling (e.g., predominant speciation), human disturbances and the implication for important soil properties (water storage, nutrient availability, and micro aggregate stability) is of fundamental relevance.
Waldökosysteme unterliegen vielfältigen Einflüssen wie forstlicher Bewirtschaftung, Stickstoffdeposition, Veränderung des Grundwasserspiegels oder der Einwanderung invasiver Arten. Die Wiederholung historischer Vegetationsaufnahmen ist ein wichtiges Mittel, um Veränderungen der Pflanzengesellschaften zu dokumentieren und mögliche Hauptursachen (Treiber) zu bestimmen. Wir haben 2015 den Vegetationswandel auf 140 semi-permanenten Plots in Wirtschaftswäldern der Elbtalniederung im Nordostdeutschen Tiefland (Sachsen-Anhalt, Brandenburg) untersucht. Die Erstaufnahme erfolgte von 1956 bis 1963. Die Vegetationsaufnahmen decken ein fast einzigartig breites Spektrum unterschiedlicher Waldstandorte ab, das von Feuchtwäldern (Au-, Bruch- und Moorwäldern des Alnion incanae, Alnion glutinosae und Betulion pubescentis) über bodensaure Eichen-Mischwälder (Quercion roboris) bis hin zu bodensauren, meist trockenen Kiefernwäldern mit unterschiedlicher Nährstoffausstattung (Dicrano-Pinion) reicht.
Die Veränderungen der Vegetation haben wir mit Hilfe von Bestandesdaten, Gewinner- und Verliererarten, der α- und β -Diversität sowie der Ellenberg-Zeigerwerte für Stickstoff, Reaktion, Feuchte und Licht analysiert. Dabei wurden, anders als in den meisten bisherigen Wiederholungsuntersuchungen, auch Flächen berücksichtigt, auf denen bis zur Zweitaufnahme ein vollständiger Bestandeswechsel stattgefunden hatte.
Insbesondere in den Feuchtwäldern und den bodensauren Wäldern mit mäßig guter Nährstoffversorgung sind Wechsel der Hauptbaumarten zu verzeichnen; außerdem wurden viele Kiefernbestände zwischenzeitlich neu begründet. Die Artenzahl hat insgesamt und in fast allen Waldtypen abgenommen, die β-Diversität ist jedoch unverändert geblieben bzw. hat sich erhöht. Die Zeigerwerte deuten auf eine Abnahme der Bodenfeuchte in den Au-, Bruch-, und Moorwäldern hin, während insbesondere die bodensauren Kiefernwälder dunkler, nährstoffreicher und feuchter geworden sind. Die Anzahl der Verlierer-Arten ist mehr als doppelt so hoch wie die der Gewinner-Arten, jedoch mit unterschiedlicher Entwicklung in den einzelnen Waldtypen. Insbesondere die nassen und feuchten Wälder, die bodensauren Eichen-Mischwälder und die Flechten-Kiefernwälder haben die meisten ihrer charakteristischen Arten verloren.
Veränderungen der Vegetation in den Feuchtwäldern gehen v. a. auf lokal gesunkene Grundwasserspiegel und eine dadurch gestiegene Nährstoffverfügbarkeit zurück; die Artenzusammensetzung der Auwälder wurde zudem sehr stark durch forstliche Eingriffe beeinflusst. Ursachen für den Trend zu feuchteren und nährstoffreicheren Bedingungen in ehemals trockenen bodensauren Kiefern- und Eichenwäldern sind Stickstoffeinträge sowie eine Sukzession nach Aufgabe historischer Waldnutzungs-formen (Streunutzung, Waldweide). Obwohl sich die einzelnen Waldtypen unterschiedlich entwickelt haben, sind Eutrophierung, sinkende Grundwasserspiegel und Waldbaumaßnahmen insgesamt die wichtigsten Ursachen für die beobachteten Vegetationsveränderungen. Forstliche Eingriffe wie Kahlschlag und Bestandesumbau mit Baumartenwechsel sind zugleich die Hauptursache dafür, dass es trotz Nivellierung des Standortsgradienten, gemessen an der β-Diversität, nicht zu einer Homogenisierung der Vegetation gekommen ist.
License to flower
(2021)
A drop of immunity
(2021)
As sessile organisms, plants have evolved sophisticated ways to constantly gauge and adapt to changing environmental conditions including extremes that may be harmful to their growth and development and are thus perceived as stress. In nature, stressful events are often chronic or recurring and thus an initial stress may prime a plant to respond more efficiently to a subsequent stress event. An epigenetic basis of such stress memory was long postulated and in recent years it has been shown that this is indeed the case. High temperature stress has proven an excellent system to unpick the molecular basis of somatic stress memory, which includes histone modifications and nucleosome occupancy. This review discusses recent findings and pinpoints open questions in the field.
Sansevieria pfennigii, which to date has been a doubtful species, is confirmed as extant by a recent collection from the Lindi Region in southern Tanzania. The original description of the species, which is based on herbarium material only, is here emended based on additional observations recorded from living plants, including fruits that were previously unknown. Sansevieria pfennigii distinguishes from S. canaliculata, to which it was repeatedly assigned, by its capitate instead of elongate inflorescence, rough rather than smooth leaves, non-pungent instead of pungent leaf tips, dull green leaf colour, more delicate overall appearance, alongside other traits. The difference in inflorescence architecture indicates that these species belong to different groups within Sansevieria and are not closely related; the closest relatives of S. pfennigii are probably S. fischeri and S. stuckyi. Sansevieria pfennigii occurs on well-drained soil in forests, close to S. canaliculata populations. According to the extent of the population seen and the species' overall rarity, it is tentatively assessed as critically endangered.