Phosphate uptake calculated with a mechanistic model fitted relatively well with the measured uptake in several cultivated plants when the soil P content was high. At low soil P content the plants took up more P than calculated. Some reasons for that are among others physiological reactions of the roots, which do change the P availability in the rhizosphere: I. Increased exudation of phosphatases, in particular phytase release phosphorus from phosphorus esters which can be used by the plants. Transgene Trifolium subterraneum plants with a phytase gen from Aspergillus niger displayed a clearly improved phosphorus nutritional status when supplied with phytate. II. Dicotyledonous plants (f.e. lupins, red clover, alfalfa, sugar beet and spinach) exude increased amounts of low molecular organic anions (citrate, malate, oxalate, a.o.) per unit root length at low P-supply. These molecules release phosphorus ions from hydrated Fe/Al oxids bound phosphate among other by ligand exchange, which then is plant available. Transgene eucalyptus plants containing a citrate synthetase (CS) gene from carrot express higher levels of CS, exude more citrate and improve the P nutritional status of an Andosol. In carrots, pieces of DNA coding for P transporters (DcPT1, DcPT2) were characterized and their expression was quantified by mRNA in cross offsprings. In rice, four putative quantitative trait loci (QTLs) for P uptake on four different chromosomes were characterized and assigned to according markers. They were crossed from an Indian variety into a Japanese one and detected there. In this way P uptake could substantially be improved in isogenic lines. The marker assisted crossing of quantitative traits like P uptake and the gene transfer with the aim of P-mobilization in the rhizosphere were regarded as useful tools for increasing P-uptake by the according authors. These findings are especially relevant for soils with high content of total P but low in P availability. Neuere Erkenntnisse zur Phosphataufnahme von Pflanzen – Literaturbefunde1 Stichwörter Phosphataufnahme, Phosphatmobilisierung, Phosphattransporter, Phosphatase, Phytase, Exsudation organischer Säuren, Gentransfer, Ligandenaustausch, Modellierung der Phosphataufnahme. Zusammenfassung 1Nach einem Vortrag an der Sächsischen Landesanstalt fü r Landwirtschaft zur Verabschiedung von Lothar Suntheim aus dem Berufsleben am 15. April 2005. Die mit einem mechanistischen Modell berechnete P-Aufnahme verschiedener Kulturpflanzen stimmte dann mit der gemessenen relativ gut überein, wenn die P-Gehalte in den Böden hoch war. Bei niedrigen Boden-P-Gehalten nahmen die Pflanzen mehr P auf als berechnet. Wichtige Ursachen dafür sind u.a. physiologische Reaktionen der Wurzeln, die die P-Verfügbarkeit in der Rhizosphäre verändern: I. Die erhöhte Exsudation von Phosphatasen, insbesondere Phytase setzt Phosphat aus Phosphorsäureestern frei, das von den Pflanzen genutzt wird. Transgene Trifolium subterraneum-Pflanzen mit einem Phytasegen aus Aspergillus niger zeigten bei Phytaternährung eine deutliche Verbesserung ihres P-Ernährungszustandes. II. Dikotyle Pflanzen (z.B. Lupinen, Rotklee, Weißklee, Luzerne, Zuckerrüben, Spinat) exsudierten bei niedrigem P-Angebot verstärkt niedermolekulare organische Anionen (Citrat, Malat, Oxalat, u.a.) je Einheit Wurzellänge. Diese Moleküle setzen im Boden Phosphationen u.a. durch Ligandenaustausch aus an Fe/Al-Oxidhydraten sorbiertem Phosphat frei, das von Pflanzen aufgenommen werden kann. Transgene Eukalyptuspflanzen mit einem Citratsynthetase (CS)-Gen aus Möhre exprimierten verstärkt die CS, exsudierten mehr Citrat und verbesserten ihren P-Ernährungszustand auf einem Andosol in Folge der P-Mobilisierung im Boden. Bei Möhren wurden Abschnitte auf der DNA für die Codierung von Phosphattransportern (DcPT1, DcPT2) charakterisiert und ihre Expression in Kreuzungsnachkommen über die mRNA quantifiziert. In Reis wurden 4 putative quantitative Merkmalsorte (QTLs) für die Phosphataufnahme auf 4 Chromosomen charakterisiert und entsprechenden Markern zugeordnet. Sie wurden aus einer indischen Sorte in eine japanische eingekreuzt und wiedergefunden. Damit konnte in isogenen Reislinien die P-Aufnahmeeffizienz deutlich erhöht werden. Insgesamt ergibt sich, dass die markergestützte Einkreuzung von quantitativen Merkmalen wie der P-Aufnahme und der Gentransfer von bestimmten Merkmalen, die am Ende der P-Mobilisierung im Boden dienen, von den betreffenden Autoren als nützliche Mittel zur Verbesserung der P-Aufnahme angesehen werden. Damit ergeben sich neue positive Perspektiven für die Nutzung von Böden mit relativ hohen Gesamt-P-Gehalten, aber geringer P-Verfügbarkeit.
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