Refine
Has Fulltext
- yes (3)
Is part of the Bibliography
- yes (3)
Document Type
- Journal article (3) (remove)
Keywords
- flooding (3) (remove)
Plants, as sessile organisms, gained the ability to sense and respond to biotic and abiotic stressors to survive severe changes in their environments. The change in our climate comes with extreme dry periods but also episodes of flooding. The latter stress condition causes anaerobiosis-triggered cytosolic acidosis and impairs plant function. The molecular mechanism that enables plant cells to sense acidity and convey this signal via membrane depolarization was previously unknown. Here, we show that acidosis-induced anion efflux from Arabidopsis (Arabidopsis thaliana) roots is dependent on the S-type anion channel AtSLAH3. Heterologous expression of SLAH3 in Xenopus oocytes revealed that the anion channel is directly activated by a small, physiological drop in cytosolic pH. Acidosis-triggered activation of SLAH3 is mediated by protonation of histidine 330 and 454. Super-resolution microscopy analysis showed that the increase in cellular proton concentration switches SLAH3 from an electrically silent channel dimer into its active monomeric form. Our results show that, upon acidification, protons directly switch SLAH3 to its open configuration, bypassing kinase-dependent activation. Moreover, under flooding conditions, the stress response of Arabidopsis wild-type (WT) plants was significantly higher compared to SLAH3 loss-of-function mutants. Our genetic evidence of SLAH3 pH sensor function may guide the development of crop varieties with improved stress tolerance.
Hintergrund und Fragestellung
Im Rahmen der überörtlichen Katastrophenhilfe war die Medizinische Task Force 47 (Unterfranken) im Juli 2021 bei der Hochwasserkatastrophe in Rheinland-Pfalz (Ahrtal) im Einsatz. Mit dem Ziel, mögliche Verbesserungen im Katastrophenschutz aus Sicht einer überregionalen Einheit aus dem Einsatz ableiten zu können, wurde dieser wissenschaftlich evaluiert und die Erkenntnisse in einen übergeordneten Kontext gesetzt.
Material und Methoden
Nach Definition eines konkreten Auswerteprozesses wurden durch ein interdisziplinäres Expertengremium Einsatzunterlagen und relevante Konzepte des Bayerischen Roten Kreuzes gesichtet. Auf dieser Basis wurden Strategien und Taktiken entwickelt, um die vordefinierten Ziele zu erreichen.
Ergebnisse
Die Leistungsfähigkeit der Einsatzeinheiten könnte durch moderne Einsatzmittel (E-Bike, Drohnen, hochgeländegängige Fahrzeuge) gesteigert werden. Zur Erhöhung der Reaktionsfähigkeit könnten neue Schnell-Einsatz-Gruppen (SEG) erforderlich sein, die als Teil von BOS-übergreifenden Erkundungseinheiten agieren und in unwegsamen Geländen autark Einsatzaufträge abarbeiten können (SEG Erkundung und SEG Gelände-Infrastruktur-Logistik-Transport). Die taktischen Einheiten könnten in die regionale und überregionale Katastrophenhilfe eingebunden und synchronisiert werden.
Diskussion
Für den weitestgehend ehrenamtlich organisierten Katastrophenschutz in Deutschland könnte es in Zukunft erschwert sein, die Vielzahl möglicher modernster Einsatzmittel im hochkomplexen Umfeld einer Katastrophe sicher einsetzen zu können. Eine Teilprofessionalisierung durch hauptamtliche Führungs- und Einsatzkräfte könnte eine Lösung hierfür sein.
Physiological responses of date palm (Phoenix dactylifera) seedlings to seawater and flooding
(2021)
In their natural environment along coast lines, date palms are exposed to seawater inundation and, hence, combined stress by salinity and flooding.
To elucidate the consequences of this combined stress on foliar gas exchange and metabolite abundances in leaves and roots, date palm seedlings were exposed to flooding with seawater and its major constituents under controlled conditions.
Seawater flooding significantly reduced CO\(_{2}\) assimilation, transpiration and stomatal conductance, but did not affect isoprene emission. A similar effect was observed upon NaCl exposure. By contrast, flooding with distilled water or MgSO\(_{4}\) did not affect CO\(_{2}\)/H\(_{2}\)O gas exchange or stomatal conductance significantly, indicating that neither flooding itself, nor seawater sulfate, contributed greatly to stomatal closure. Seawater exposure increased Na and Cl contents in leaves and roots, but did not affect sulfate contents significantly. Metabolite analyses revealed reduced abundances of foliar compatible solutes, such as sugars and sugar alcohols, whereas nitrogen compounds accumulated in roots.
Reduced transpiration upon seawater exposure may contribute to controlling the movement of toxic ions to leaves and, therefore, can be seen as a mechanism to cope with salinity. The present results indicate that date palm seedlings are tolerant towards seawater exposure to some extent, and highly tolerant to flooding.