Bedeutung des Apoplasten für Aluminium-Toxizität und Aluminium-Resistenz höherer Pflanzen

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Über die physiologischen Ursache von Aluminium-Toxizität und Al-Resistenz bestehen nach wie vor große Unklarheiten. Im ersten und zweiten Förderungsabschnitt wurden klare Hinweise darauf erarbeitet, daß die für die Wirkung von Al und die genotypische Resistenz der Wurzel gegenüber Al die distale Zone der transition zone (DTZ) des Wurzelapex entscheidend ist, und der Pektingehalt und der Pektinmethylierungsgrad wesentliche die Al-Aufnahme und -Wirkung beeinflussende Eigenschaften des Apo- plasten des Wurzelapex sind. Als zentrales Ziel der Forschungsarbeiten im beantragten Förderungszeitraum sollen die erarbeiteten Hinweise weitern untermauert und kausal geklärt werden. Der Schwerpunkt soll auf der Charakterisierung der besonderen Al-Empfindlichkeit der DTZ und der genotypischen Unterschiede in Al-Resistenz durch Quantifizierung von Gehalten und Exsudation von organischen Komplexoren für Al und der Signalleitung an die EZ (Zusammenarbeit mit AG Felle, Gießen), der Mikrolokalisation von Al im Wurzelapex (Zusammenarbeit mit AG Schröder, Jülich und AG Lehmann/Stelzer, Hannover) und der Charakterisierung der Leitfähigkeit für organische Säureanionen der Plasmamembran äußerer apikaler Wurzelcortexzellen (Zusammenarbeit mit AG Hedrich, Würzburg) liegen. Der Einfluß von Al auf die Porosität des Wurzelapoplasten mit CLSM soll in Kooperation mit AG Matsumoto, Kurashiki, Japan , erfolgen. Die Charaktersierung der Al-Wirkungen auf von für das Wurzelstreckungswachstum bedeutenden Enzymen konzentrieren sich auf PME und Peroxidase im Zusammenhang mit dem Ascorbathaushalt. Die Einbeziehung in die Untersuchungen der bisher nur schlecht verstandenen Phänomene der B- und Si- induzierten erhöhten Al-Resistenz (Zusammenar- beit mit der Arbeitsgruppe Goldbach, Bonn) soll zu einem weitergehenden vertieften Verständnis der Bedeutung des Apoplasten für Al-Toxizität und Al-Resistenz beitragen, da beide Mineralstoffe Struktur und Funktion des Apoplasten wesentlich beeinflussen.