Pflanzen passen sich an Lichtverhältnisse an
Pflanzen passen sich an Veränderungen ihrer Umgebung an. Dabei spielt das Photorezeptor-Protein Phytochrom B eine zentrale Rolle, indem es Licht wahrnimmt und daraufhin Prozesse wie Samenkeimung, Keimlingsentwicklung, Längenwachstum und Blütenbildung steuert.
Forschende der Universität Freiburg haben gezeigt, dass die Proteine PCH1 und PCHL die Lichtempfindlichkeit dieses Rezeptors beeinflussen. Die Ergebnisse wurden in der Fachzeitschrift „Nature Communications“ veröffentlicht.
Funktionsweise von Phytochrom B und Dunkelreversion
Phytochrom B misst das Lichtspektrum, das je nach Umgebung variiert. Es fungiert als Schalter: Der hellrote Lichtanteil des Sonnenlichts aktiviert Phytochrom B, während dunkelrotes Licht in schattiger Umgebung es inaktiviert.
Zusätzlich kann Phytochrom B lichtunabhängig von der aktiven Form in den inaktiven Grundzustand wechseln. Dieser Prozess wird als Dunkelreversion bezeichnet. Die Dunkelreversion beeinflusst die Menge des Proteins, die im aktiven Zustand verfügbar ist, und wirkt sich somit auf die Lichtwahrnehmung der Pflanze aus.
Einfluss von PCH1 und PCHL auf die Lichtwahrnehmung
In einer Studie mit der Ackerschmalwand (Arabidopsis thaliana) wurde festgestellt, dass die Proteine PCH1 und PCHL an Phytochrom B binden und dessen Aktivität beeinflussen. Mithilfe einer speziellen spektroskopischen Methode wiesen die Forschenden nach, dass die Dunkelreversion von Phytochrom B nahezu vollständig unterdrückt wird, wenn die Menge an PCH1 oder PCHL erhöht ist.
Fehlen PCH1 und PCHL, beschleunigt sich der Prozess der Dunkelreversion. Durch die Regulation des Wechsels zwischen aktivem und inaktivem Zustand können Pflanzen die Lichtempfindlichkeit des Phytochrom B-Photorezeptors an unterschiedliche Bedingungen anpassen.
An der Studie waren Beatrix Enderle, Dr. David Sheerin, Philipp Schwenk, Dr. Cornelia Klose und Prof. Dr. Andreas Hiltbrunner von der Abteilung für Molekulare Pflanzenphysiologie am Institut für Biologie II sowie Dr. Maximilian Ulbrich vom Universitätsklinikum beteiligt.