Forscher der Chonnam National University haben einen Schlüsselmechanismus entdeckt, der die Wurzelreaktion von Pflanzen auf Kältestress reguliert. Die Studie zeigt, wie Pflanzen niedrige Temperaturen schnell wahrnehmen und die Wurzelentwicklung durch spezifische molekulare „Schalter“ umprogrammieren, um ihre Kälteresistenz zu erhöhen.

Die von Professor Kim Jung-mok vom Institut für Bioenergiewissenschaft und -technologie der Chonnam National University geleitete Studie wurde im *Journal of Integrative Plant Biology* veröffentlicht. Die Forscher fanden heraus, dass Kältestress den Abbau des Proteins Aux/IAA beschleunigt, welches normalerweise wachstumsrelevante Gene hemmt. Beim Abbau werden die regulatorischen Faktoren ARF7 und ARF19 freigesetzt, die wiederum den Cytokinin-Response-Faktor 3 aktivieren. Dieser Faktor spielt eine entscheidende Rolle bei der Anpassung der Wurzelstruktur an kalte Umgebungen.

Professor Jin Zhengmu erklärte: „Kältestress verlangsamt nicht nur das Pflanzenwachstum, sondern passt auch aktiv die Hormonsignale an, um die Wurzelentwicklung zu optimieren.“ Die Studie zeigte außerdem, dass niedrige Temperaturen den Cytokinin-Signalweg aktivieren und dadurch die Expression eines weiteren Schlüsselfaktors, CRF2, induzieren. CRF2 integriert in Synergie mit CRF3 Umweltsignale und interne Hormonsignale und reguliert so die Seitenwurzelentwicklung fein.

Diese Erkenntnisse tragen zum Verständnis bei, wie Pflanzen externe Stressfaktoren mit internen Entwicklungsprogrammen verknüpfen, um ihr Überleben zu sichern. Aus anwendungstechnischer Sicht eröffnet diese Entdeckung einen potenziellen Weg zur Züchtung kälteresistenter Nutzpflanzen. Beispielsweise könnte durch die Verbesserung der relevanten Signaltransduktion oder die Stabilisierung der Aktivität wichtiger regulatorischer Faktoren die Entwicklung von Pflanzensorten möglich sein, die in kalten Böden ein stabiles Wurzelwachstum aufweisen. Dies würde die frühe Wachstumskraft und die Nährstoffaufnahme verbessern und somit eine nachhaltige landwirtschaftliche Entwicklung fördern.

Weitere Informationen: Autoren: Uyen Thu Nguyen et al., Titel: „ARF7/19 activates CRF3 in response to low temperatures via Aux/IAA degradation“, veröffentlicht in: *Journal of Integrative Plant Biology* (2025).