Victoria cruziana blüht nachts. In der ersten Nacht sind diese Blüten typischerweise weiß, während sie in der folgenden Nacht leicht rosa gefärbt sind. Wir möchten aufklären, wodurch dieser Farbwechsel ausgelöst wird. Erste Ergebnisse und eine Beschreibung der Genomsequenz von Victoria cruziana sind bereits in einem Manuskript auf bioRxiv beschrieben (Nowak, Harder, Meckoni et al., 2024).
Für verschiede Pflanzenarten wurde bereits beobachtet, dass sich die Blütenfarbe nach der Bestäubung durch Insekten verändert. Es ist daher denkbar, dass dies auch bei Victoria der Fall ist. Um dies zu untersuchen, schirmen wir einige Blüten vor dem Öffnen gegen Insekten ab. Wenn diese Blüten später ausschließlich weiß blühen, wäre es ein Hinweis auf die Bedeutung von Insekten für den Farbwechsel. Sollte sich die Farbe der Blüten dagegen zu rosa verändern, sind Insekten offenbar nicht für den Farbwechsel ausschlaggebend.
Außerdem untersuchen wir, welche Insekten sich in der Nähe der Blüten aufhalten. Diese Beobachtungen werden dann mit anderen Teilen des Gewächshauses verglichen. So lässt sich bestimmen, ob Insekten bevorzugt die Blüten aufsuchen. Dies könnte auf eine gezielte Anlockung der Insekten hindeuten.
Rote Pflanzenfarbstoffe, die Anthocyane, werden oft als Reaktion auf Lichteinfall gebildet. Ein gutes Beispiel sind Apfelsorten, deren Äpfel auf der Sonnenseite besonders stark gefärbt sind. Es ist daher auch möglich, dass Victoria auf Lichteinfall reagiert und sich die Blüten langsam durch die Ansammlung von roten Farbstoffen verfärben, wenn sie an der Wasseroberfläche dem Sonnenlicht ausgesetzt sind. Um dies zu untersuchen, schützen wir junge Blüten noch vor Erreichen der Wasseroberfläche mit lichtundurchlässigem Material. Wenn Licht für die Farbänderung verantwortlich ist, sollten sich diese Blüten nicht verfärben, sondern weiß bleiben.
Neben der Stärke des Sonnenlichts, könnte auch die Tageslänge eine Rolle spielen. Um diesen Effekt zu überprüfen, beobachten wir die Farbänderungen der Victoria-Blüten im Jahresverlauf. Wenn lange Tage für die Farbänderung notwendig sind, sollten sich im Laufe des Sommers mit kürzeren Tagen und längeren Nächten eine schwächere Färbung der Blüte zeigen.
Es ist bekannt, dass die roten Anthocyane als Antwort von Pflanzen auf Temperaturänderungen gebildet werden können. Meist erfolgt dies bei einer starken Reduktion der Temperatur, wenn die Pflanze unter Kältestress leidet. Da die Wassertemperatur konstant gehalten wird und sich auch die Temperatur im Victoria-Gewächshaus kaum ändert, gehen wir gegenwärtig nicht davon aus, dass die Temperatur einen Einfluss hat.
Anthocyane werden oft in alten Blättern gebildet, wodurch die rote Färbung der Blätter einiger Pflanzenarten im Herbst erklärt werden kann. Hierbei wird angenommen, dass die Anthocyane die Lebenszeit der Blätter verlängern, sodass mehr wichtige Inhaltsstoffe aus den Blättern in andere Teile der Pflanze verlagert werden können, bevor das Blatt abfällt. Die Anthocyane haben hier eine Funktion in der Reduktion von Stressauswirkungen. Daher ist es möglich, dass die Bildung der Anthocyane in der Blüte dort Stress auf molekularer Ebene reduzieren und damit die Lebensdauer der Blüten verlängern soll. Wenn dies die Ursache für die Anthocyanbildung ist, wäre der Prozess durch die Blütenentwicklung festgelegt. In diesem Fall sollten externe Faktoren keinen gravierenden Einfluss auf die Färbung der Blüte haben.
Durch eine Sequenzierung haben wir bereits das Genom von Victoria cruziana entschlüsselt. Wir kennen also nahezu alle Gene, die in dieser Pflanze vorhanden sind. Auch die Aktivität der Gene haben wir vergleichend zwischen weißen und rosa gefärbten Blüten untersucht. Nun untersuchen wir die Ursache für die Unterschiede in der Aktivität bestimmter Gene zwischen den weißen und den rosa gefärbten Blüten. Die möglichen Ursachen, die oben beschrieben sind, schließen sich nicht gegenseitig aus. Es ist durchaus plausibel, dass verschiedene Faktoren mit unterschiedlicher Bedeutung einen Einfluss auf die Stärke der Farbänderung von weiß zu rosa nehmen.
Wir freuen uns über eine Kontaktaufnahme per Email und beantworten gerne weitere Fragen oder diskutieren kreative Erklärungsansätze für den Farbwechsel der Victoria-Blüten: Boas Pucker.