Beziehung zwischen der Schwefelversorgung und der N2-Fixierung von Leguminosen

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Leguminosen spielen als Futterpflanzen und in ganz besonderem Maße als Eiweißlieferanten eine wichtige Rolle. Weiterhin liefern sie in erweiterten Fruchtfolgen und vor allem im organischen Landbau beim Anbau in Mischkulturen oder als Vorfrucht durch ihre Fähigkeit zur N2-Fixierung einen wichtigen Beitrag für die Stickstoffversorgung der Pflanzen.Über die Bedeutung verschiedener Makro- und Mikronährstoffe für die N2-Fixierung liegen der Literatur zahlreiche Ergebnisse vor, während dem Element Schwefel seither wenig relative Bedeutung beigemessen wurde. In einem von der DFG geförderten Projekt (Sche 312/3-1, -/3-2) konnte zwar nachgewiesen werden, daß die N2-Fixierung bei S-Mangel abnimmt und die Nitrogenase-Aktivität sowie die Aktivität verschiedener Enzyme des C- und N-Stoffwechsels geringer ist, es konnte aber letztendlich nicht der Nachweis erbracht werden, ob der Ernährungszustand bezüglich Schwefel die N2-Fixierung direkt oder indirekt beeinflußt. Aus diesem Grund soll im geplanten Projekt geklärt werden, ob sich die Schwefelunterversorgung - direkt über die Synthese von Ferredoxin (4Fe-4S-cluster), das ein wichtiges Redoxsystem im Bakteroid darstellt, (aktive Knöllchen haben einen hohen S-Bedarf; Kuhlmann et al., 1982) oder- indirekt über eine Beeinflussung der "energy charge" (Layzell, 1998) und des Kohlenhydratstoffwechsels der Wirtspflanze und hiermit über die Bereitstellung von C-Skeletten repressiv auf die N2-Fixierung auswirkt.Das Projekt soll insgesamt weiter Erkenntnisse zur kausalen Klärung der Frage der Bedeutung des Schwefels für die N2-Fixierung liefern.