Terahertz-Strahlen als sanftes Untersuchungsmittel

20. April 2014, 18:03
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Deutsche Forscher stellen Verfahren vor, mit dem sich der Wassergehalt von Pflanzen zerstörungsfrei messen lässt

Marburg - Wassermangel versetzt Pflanzen in sogenannten Trockenstress. Will man die Überlebenschancen von Pflanzen unter sich verändernden klimatischen Bedingungen abschätzen, muss man die Hintergründe der Trockenstresstoleranz bei verschiedenen Pflanzenarten möglichst genau kennen. Dafür bietet sich nun ein neues Verfahren an, von dem die Philipps-Universität Marburg berichtet. Die Marburger Forscher setzen auf Terahertz-Strahlen, die im elektromagnetischen Spektrum zwischen Mikrowellen und infrarotem Licht liegen.

"Die verfügbaren Messmethoden bewerten den Trockenstress entweder nur über indirekte Vorgänge, oder die Messung führt zur Zerstörung des Pflanzenmaterials", fasst Birgit Ziegenhagen den unbefriedigenden Status quo zusammen. Hier kommt die Methode ins Spiel, von der Ziegenhagen und ihre Kollegen in "Plant Physiology" berichten: "Es hat sich gezeigt, dass Wasser die Terahertz-Wellen ausgesprochen stark absorbiert, während diese viele Feststoffe ungehindert durchdringen", erklärt der Physiker Martin Koch. Die Strahlen eignen sich also zur Messung des Wassergehalts.

Messung im kleinen Bereich

Die Autoren testeten ihr Verfahren an Weißtannensämlingen, da Nadelbäume mit ihren kleinen Blattoberflächen mit den bisherigen Methoden besonders schwer zu untersuchen sind. Aufgrund der kurzen Wellenlänge von Terahertz-Wellen können auch die dünnen Nadeln Messungen unterzogen werden. Diese zerstörungsfreien Langzeitmessungen gestatten nun genaue Prognosen, wie lange eine Pflanze Trockenheit ertragen kann.

"Dank der neuen Technik ist es zum Beispiel möglich, Pflanzen verschiedener Genotypen dem gleichen Stress auszusetzen, um abweichendes Verhalten in der Reaktionszeit, der Heftigkeit der Reaktion oder der Widerstandsfähigkeit zu charakterisieren", sagt Mitautor Sascha Liepelt. Außerdem erlaubt die Methode, bestimmte Stresslevel zu definieren, die eine Pflanze noch verkraftet, und gezielt nach den verantwortlichen Genen für ihre Stressantwort zu fahnden. (red, derStandard.at, 20. 4. 2014)

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