Zellwandmetabolismus als Reaktion auf abiotischen Stress

Diese Übersicht konzentriert sich auf die Reaktionen der Pflanzenzellwand auf mehrere abiotische Stressfaktoren, darunter Dürre, Überschwemmungen, Hitze, Kälte, Salz, Schwermetalle, Licht und Luftschadstoffe. Die Auswirkungen des Stresses auf den Zellwandmetabolismus werden auf physiologischer (morphogenetischer), transkriptomischer, proteomischer und biochemischer Ebene diskutiert. Die Analyse eines großen Datensatzes zeigt, dass die Pflanzenreaktion äußerst komplex ist. Die Gesamtauswirkungen der meisten abiotischen Stressfaktoren hängen oft von der Pflanzenart, dem Genotyp, dem Alter der Pflanze, dem Zeitpunkt der Stressanwendung und der Intensität dieses Stresses ab. Dies zeigt die Schwierigkeit, ein gemeinsames Muster der Stressreaktion in der Zellwandarchitektur zu identifizieren, das eine Anpassung und/oder Resistenz gegen abiotischen Stress ermöglichen könnte. In den meisten Fällen können jedoch zwei Hauptmechanismen hervorgehoben werden: (i) ein erhöhtes Niveau an Xyloglucan-Endotransglucosylase/Hydrolase (XTH) und Expansinen, die mit einem Anstieg des Verzweigungsgrads von Rhamnogalacturonan I assoziiert sind, was die Plastizität der Zellwand aufrechterhält, und (ii) eine erhöhte Verdickung der Zellwand durch Verstärkung der sekundären Wand mit der Ablagerung von Hemizellulose und Lignin. Zusammengenommen zeigen diese Ergebnisse die Notwendigkeit, umfangreiche Analysen durchzuführen, die multidisziplinäre Ansätze nutzen, um die Folgen von Stress auf die Zellwand zu entwirren. Dies wird helfen, die Schlüsselfaktoren zu identifizieren, die angevisiert werden könnten, um die Biomasseproduktion unter Stressbedingungen zu verbessern.