Wurzelplastizität unter kontrollierten Wasserbedingungen: Methoden und Versuchsaufbau

Die Plastizität der Wurzeln als Reaktion auf die Wasserverfügbarkeit wird unter kontrollierten Bedingungen mithilfe von Röntgen-Computertomographie, WinRHIZO, Transkriptomik und Metabolomik untersucht. Ein multimethodischer Ansatz ermöglicht die Analyse der 3D-Architektur des Wurzelsystems, die Quantifizierung von Wurzelgröße und -durchmesser, die Erstellung von Genexpressionsprofilen sowie die metabolische Phänotypisierung. Es werden Acrylglas-Säulen (5–7 cm Durchmesser, 25 cm Höhe) verwendet, die mit gesiebter Erde gefüllt und mit einem 30-µm-Netz versehen sind, mit Kapillarbewässerung und Wachstum in Klimakammern (12 m³). CT-Scans werden während der Nachtphase durchgeführt, um eine Störung der Photosynthese zu vermeiden. Proben für die Transkriptomik und Metabolomik werden über einen Zeitraum von 24 Stunden nach dem Scan entnommen. Die Bodensäulen werden in Aluminiumfolie eingewickelt, um die Lichteinwirkung und das Algenwachstum zu begrenzen. Die Methode eignet sich für mineralische Böden und stützt sich auf Röntgen-CT, WinRHIZO und Klimakammern. Abbildung 1 zeigt die Entwicklung von Maiswurzeln in sandigem Boden über 21 Tage bei einer Auflösung von 45 µm, mit Segmentierung unter Verwendung von Root2Res2 und Visualisierung in VcStudio Max.