Mit Pappelprotein Holzqualität verbessern

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Die Pappel könnte mit Hilfe der Gentechnik aufgepeppt werden. Quelle: pixelquelle.de

20.01.2006  - 

Pappeln können in nur einem Jahr ganze vier Meter wachsen. Diesen Vorteil wollen Forscher der Universität Würzburg nun ausnutzen. Wie die Wissenschaftler im Fachjournal Planta (Vol. 223, S. 140-148) berichten, lassen sich die Bäume womöglich so verändern, dass sie nicht nur schnell wachsen, sondern auch wesentlich festeres Holz bilden. Dann wäre die Pappel auch für die Holzwirtschaft interessant.

Die Forscher um Rainer Hedrich und Peter Ache vom Julius-von-Sachs-Institut für Biowissenschaften der Universität Würzburg leisten schon seit Jahren Pionierarbeit für die Pflanzenforschung – am Beispiel des Modellsystems Pappel. Für einen Baum hat diese Pflanze ein relativ kleines Genom, das sich leicht optimieren lässt. Vor zwei Jahren haben die Würzburger erstmals beschrieben, dass bestimmte Eiweiße der Pappel, die Kalium-Kanäle, für das Holzwachstum ausschlaggebend sind. Im Normalfall sorgen sie dafür, dass der wichtige Nährstoff Kalium in der Pflanze einem kontrollierten Transport unterliegt.

Jetzt haben die Forscher eine ganz spezielle Sorte von Kalium-Kanälen entdeckt, die bei der Pappel in den so genannten Strahlzellen des Holzes vorkommen. Dort sorgen die Kanäle im Herbst für den Transport des Kaliums in das Holz und im Verlauf des Holzwachstums für das Absterben der Holzfaserzellen. Mithilfe von fluoreszenzmarkierten Antikörpern ist es den Würzburgern nun erstmals gelungen, diese Kalium-Kanalsorte im Gewebe des Baumes sichtbar zu machen.

Die Kanäle bieten nach Ansicht der Würzburger Forscher auch den Ansatzpunkt, um das Holz der Pappel aufzupeppen. „Wenn wir die Bäume genetisch so optimieren können, dass sie diese Kalium-Kanäle in verstärktem Ausmaß produzieren, dann wachsen die Bäume womöglich genau so schnell, liefern aber wegen des früheren Absterbens der Faserzellen feinporigeres, festeres Holz“, vermutet Peter Ache. Wirtschaftlich könnte das für die Holzindustrie von Interesse sein. Weltweit beträgt der jährliche Pro-Kopf-Verbrauch an Holz derzeit etwa 0,66 Kubikmeter, über die Hälfte davon wird als Brennholz genutzt.

In einem folgenden Projekt, das von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) gefördert wird, wollen Hedrich und Ache nun weitere Untersuchungen anstellen: Was passiert im Verlauf der Holzbildung, wenn sich die Nährstoffversorgung der Pappeln ändern? Was geschieht bei Kälte oder Trockenheit? Welchen Einfluss haben Pflanzenhormone auf die Kanäle in der Phase der Holzbildung? Die Forscher wollen dabei weitere Gene isolieren, die für die Entwicklung der Holz bildenden Zellen wichtig sind.