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Lexikon der Biologie: Streckungswachstum

Streckungswachstum, das Längenwachstum von Sproßachse und Wurzel, das nicht auf Zellvermehrung beruht, sondern durch eine kräftige Streckung der Pflanzenzellen durch Vergrößerung des Zellsaftraums unter Wasseraufnahme und plastische Dehnung der Zellwand (Dehnungswachstum) im Bereich der Vegetationspunkte (Vegetationskegel) von Sproßachse und Wurzel zustande kommt (Streckungszone, Scheitel). Im Unterschied zum Spitzenwachstum ist die Wanddehnung über die Zelloberfläche gleichmäßig verteilt. Die Achsenorgane Sproßachse und Wurzel erhalten dadurch ihre endgültige Länge. Das Streckungswachstum wird durch Umweltfaktoren (Licht, Wasserverfügbarkeit) und Phytohormone (Auxine, Gibberelline) gesteuert. Sowohl das Wachstum der Coleoptilen von Gräsern als auch die Sproßstreckung sind typische Phänomene des Streckungswachstums, bei dem Spitzenwerte von bis zu 57 cm/Tag (Bambussprosse) erreicht werden können. Das Streckungswachstum unterscheidet sich vom Plasmawachstum, bei dem Strukturbestandteile der Zelle vermehrt werden. Es steht in unmittelbarem Zusammenhang mit einem Teilungswachstum durch Zellteilung (Cytokinese). Durch osmotisch kontrollierte Wasseraufnahme kommt es beim Streckungswachstum zu einer Volumenzunahme, die zusammen mit einem „Erweichen“ der Zellwand zur Streckung der Zellen führt. Eine wichtige Voraussetzung hierfür ist die Druckentspannung der Zellwand, die nach der sog. Säurewachstumshypothese durch ein Ansäuern der Zellwand erfolgt. Die Verminderung des Wanddrucks führt zu einer Absenkung des Wasserpotentials der Zelle, die wiederum einen Wassereinstrom zur Folge hat. Die säureinduzierte Zellwandlockerung wird durch die Wirkung von Auxin in Verbindung mit einer Gruppe von Zellwandproteinen (Expansine) kontrolliert. Experimentell läßt sich zeigen, daß Auxin einen Protonenausstrom (Proton) aus dem Protoplasten in die Zellwand induziert und gleichzeitig die Aktivität von Enzymen induziert, die an der Synthese von Zellwandmaterial beteiligt sind. Expansine katalysieren eine vom pH-Wert abhängige Dehnung der Zellwand – vermutlich, indem sie Wasserstoffbrücken zwischen den Polysacchariden der Zellwand lösen. Zellstreckungen werden auch durch Gibberelline (GA) gefördert. Bei Rosettenpflanzen (Rosette) führt eine GA-Gabe zu einer raschen Bildung der Infloreszenz (schießen). Allerdings erfolgt die Wirkung dieses Hormons nach einem anderen Mechanismus als die Auxinwirkung, da GA nicht an der Kontrolle der osmotisch bedingten Wasseraufnahme beteiligt ist. Mehrere Experimente deuten darauf hin, daß das Streckungswachstum durch GA vor allem auf der Ebene der Zellwanddehnung erfolgt, wobei genaue Mechanismen noch untersucht werden müssen. Dickenwachstum, Keimung, Vakuole.

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