Genf. Während die Pflanzen unter der derzeitigen Dürre leiden, schlummert im Boden schon die nächste Generation: Sicher verpackt im Samen harren Pflanzenembryos besserer Zeiten. Wenn diese kommen, muss es schnell gehen: Fängt der Samen an zu keimen, kann sich das junge Pflänzchen nur 48 Stunden von den Nahrungsreserven im Samen ernähren. Dann muss es die Ressourcen für sein Wachstum durch Photosynthese selbst produzieren, also die dafür notwendigen Chloroplasten entwickeln. Der Keimling wird dabei grün.

Forschende der Unis Genf und Neuenburg berichten im Fachblatt "Current Biology", wie ein Zusammenspiel verschiedener Faktoren im Samen diese kritische Phase steuert. Soll der Pflanzenembryo weiterhin sicher verpackt im robusten Samen ruhen oder das Wagnis eingehen und sich zu einem Keimling entwickeln?

Schalter für Photosynthese

Schlüsselrollen bei der Keimung spielen ein Pflanzenhormon namens Gibberellinsäure (GA) und das Protein TOC159. GA wirkt wie ein Hauptschalter und steuert den Keimungsprozess. Die pflanzeneigene Produktion dieses Hormons wird im ruhenden Samen unterdrückt und erst für die Keimung angeworfen. TOC159 ist essenziell für das Ergrünen. Ohne TOC159 bleiben die Keimlinge blass und gehen ein. Solange die GA-Produktion unterdrückt wird, landet TOC159 im zelleigenen Mistkübel und wird abgebaut, so die Wissenschafter. Dabei sorgt ein und dasselbe Protein namens DELLA dafür, dass keine Gibberillinsäure produziert und dass TOC159 für die zelluläre Müllabfuhr markiert wird. Beginnt die Keimung, wird die Bremse durch DELLA gelöst. Wie die Forschenden herausfanden, blockiert GA dann wiederum den Abbau von TOC159. So kann Letzteres dafür sorgen, dass die Chloroplasten heranreifen und das Pflänzchen damit Photosynthese betreiben kann.