Phosphoraufnahme

Phosphoraufnahme bezeichnet den Prozess, durch den Organismen anorganisches Phosphat (Pi) aus der Umwelt aufnehmen. In der Biologie und Landwirtschaft ist Phosphor ein lebenswichtiger Nährstoff, der unter anderem für ATP, Nukleinsäuren, Phospholipide und zahlreiche Signalwege benötigt wird. Im Boden liegt Phosphat überwiegend als H2PO4- oder HPO4^2- vor, dessen Verfügbarkeit stark von pH-Wert, Bodenmineralien und organischer Substanz abhängt.

Bei Pflanzen erfolgt die Aufnahme hauptsächlich über die Wurzelhaut und das Plasmamembran-System durch spezifische Transportproteine. Hochaffine Phosphattransporter der PHT1-Familie sichern die Aufnahme unter Pi-Mangel, während auch andere Transporterarten zu einer Basalversorgung beitragen können. Die mykorrhizale Symbiose mit arbuskulären Mykorrhizapilzen erweitert das Wurzelsystem durch extraradikale Hyphen und erhöht die verfügbare Pi, besonders in pi-armer Böden.

Die Verfügbarkeit von Phosphat im Boden wird durch Bindungen an Eisen- und Aluminiumoxide oder Calciumphosphate, den pH-Wert, organische Substanz und mikrobielle Aktivität beeinflusst. Umweltlich betrachtet ist Phosphat oft langsam mobil und kann bei übermäßiger Düngung zu Eutrophierung von Gewässern beitragen. Zur Beurteilung verfügbarer Pi werden Bodenanalysen wie Olsen-P, Bray-P oder Mehlich-3 genutzt.

Auch Mikroorganismen nehmen Phosphat auf; Bakterien nutzen spezialisierte Transporter und reguläre Signalwege, um die Aufnahme zu steuern. In Tieren erfolgt die Aufnahme von Phosphat im Darm über Natrium-Phosphat-Cotransporter. Auf zellulärer Ebene regulieren Pi-Status-Signale den Phosphat-Haushalt und beeinflussen Wachstum, Entwicklung und Stoffwechsel.