17. Juli 2009 · Actualia · Tagungsbericht

6. Treffen der Sektion "Pflanzliche Naturstoffe"

Vom 30. März bis 1. April trafen sich 23 Interessierte, viele davon Nachwuchswissenschaftler/innen. Sie referierten und diskutierten unter anderem über die Themen kommunizierende Kieselalgen, Stress, Elicitierung, Enzyme und Evolution. Eine Tagungsnachlese von Professorin Dr. Maike Petersen, Sprecherin der Sektion

Vom 30. März bis zum 1. April 2009 fand das mittlerweile schon „traditionell“ gewordene Treffen der Sektion "Pflanzliche Naturstoffe" der Deutschen Botanischen Gesellschaft, diesmal im Bonifatiushaus in Fulda, statt. 23 Teilnehmerinnen und Teilnehmer, zum großen Teil Nachwuchswissenschaftler/innen, trafen sich zum Informationsaustausch über ihre Arbeiten zu pflanzlichen „Sekundärstoffen“ und diskutierten die Vorträge lebhaft. Sie sprachen auch methodische Probleme an, und schon nach kurzer Zeit konnte man in den Pausen heftig diskutierende Grüppchen in den Fluren und an der Kaffeeausgabe treffen.

Kommunizierende Kieselalgen, Stressreaktionen und Naturstoffe der Pfeilwurzgewächse

Das wissenschaftliche Programm startete mit einer Begrüßung durch die Organisatorin dieses Treffens, Dr. Elisabeth Fuss (Universität Tübingen; herzlichen Dank für die gute Organisation!) und die Sprecherin der Sektion, Prof. Dr. Maike Petersen (Universität Marburg). Anschließend berichtete Andrea Barofsky (Universität Jena) über die faszinierenden Diatomeen und ihren Stoffwechsel, insbesondere über die Suche nach sogenannten Infochemikalien, mit denen Planktonorganismen miteinander kommunizieren. Rico Lippmann (IPK Gatersleben) sprach über Stressmetabolite in Tabak-Suspensionskulturen und stellte dabei zur Diskussion, dass Suspensionszellen Pflanzenzellen in kontinuierlichem Wundstress sein könnten. Einen weiteren Denkanstoß gab Prof. Dr. Dirk Selmar (Universität Braunschweig), indem er in seinem Vortrag die Bedeutung von Stress, v.a. Licht- und Trockenstress, für die Naturstoffakkumulation in Pflanzen, z.B.  Gewürzpflanzen, herausstellte. Zum Abschluss der Vortragsreihe des ersten Tages berichtete Yana Abdullah (Universität Marburg) über ihre Untersuchungen zum Vorkommen von Rosmarinsäure, Chlorogensäure und Rutin in Arten der Familie Marantaceae. Nach dem Abendessen beschlossen viele Teilnehmer/innen, den Abend in der nicht weit entfernten Innenstadt von Fulda zu verbringen, andere trafen sich zu Gesprächen im hauseigenen Clubraum.

Flexibilität des Sekundärstoffwechsels, Rosmarinsäure und Flavonoide

Der zweite Tag begann mit der Frage, ob Cardenolide erratischer vorkommen als die Gene ihrer Biosynthese, gestellt von Prof. Dr. Wolfgang Kreis (Universität Erlangen). Gene, von denen man postu­liert, dass sie an der Biosynthese der Cardenolide beteiligt sind, findet man auch in Cardenolid-freien Pflanzen. Wahrscheinlich ist der pflanzliche Sekundärstoffwechsel deutlich vernetzter und flexibler als wir heute annehmen. Dies sollte bei zukünftigen Forschungen mit berücksichtigt werden, meinte Prof. Kreis. Suspensionskulturen der bekannten Arzneipflanze Melissa officinalis sind das Untersuchungsobjekt von Corinna Weitzel (Universität Marburg), die ihre neuen Ergebnisse zur Biosynthese der Rosmarinsäure in dieser Pflanze vorstellte. Ebenfalls von der Universität Marburg kam Miriam Bredebach, die beim Ackerschachtelhalm die Biosynthese der Flavonoide und Protoflavonoide untersucht. Besonderes Interesse wecken hier die 2-Oxoglutarat-abhängigen Dioxygenasen.

Elicitierung, Enzyme und Evolution

Nach der Kaffeepause berichtete Horst-Günter Fuhrmann (ehemals Universität Düsseldorf) über die Möglichkeit, die Lignanbildung in Zellkulturen von Linum album durch Elicitierung zu steigern. Pia Schebitz (Universität Erlangen) kam zurück auf die Cardenolid-Biosynthese und stellte den Nor­cholansäureweg vor, durch den der Butenolidring der Cardenolide entstehen könnte. Die Cardenolid-Biosynthese blieb in dem an die Mittagspause anschließenden Vortrag das Thema, diesmal aber die D5-Ketosteroid-Isomerase, die von Nadine Meitinger (Universität Erlangen) untersucht wird. Durch phylogenetische Untersuchungen der Rosmarinsäure Synthase versucht Johannes Benner von der Universität Marburg sich der evolutionären Entstehung der Rosmarinsäure-Biosynthese zu nähern. Die Bildung des Hyperforins, eines der bekannten Inhaltsstoffe des Johanniskrauts, war das Thema des Vortrags von William Meva-Meva (Universität Braunschweig), insbesondere die Suche nach dem Gen für die Isobutyrophenon Synthase. Dr. Dorothee Langel (Universität Kiel) interessiert sich für die Biosynthese der Pyrrolizidinalkaloide und diskutierte die Beteiligung einer Acetolactat Synthase mit erweitertem Substratspektrum daran. Strukturelle und biochemische Unterschiede von Hydroxycinnamoyltransferasen in Lamiaceen wurden von Marion Sander (Universität Marburg) vorgestellt. Enzyme dieser Gruppe sind an der Biosynthese vieler pflanzlicher Naturstoffe beteiligt, sind aber auch wahrscheinlich essenziell für die Bildung von Ligninvorstufen. Die Ergebnisse ihrer Marburger Arbeitsgruppe fasste Maike Petersen zum Abschluss des Tages in ihrem Vortrag über erste Spekulationen zur Evolution der Rosmarinsäure-Biosynthese zusammen. Auch an diesem zweiten Abend standen die Alternativen Clubraum oder Fuldaer Innenstadt zur Entscheidung. Die sehr schöne Innenstadt von Fulda und der bekannte Fuldaer Dom waren auf jeden Fall einen Besuch wert.

Flavone, Lignane, RNAi und Scopolin

Die letzte Tagungsrunde startete mit einem Vortrag von Dr. Stefan Martens (Universität Marburg) über die Funktion und Evolution der Flavonbiosynthese in Pflanzen. Die Flavonbildung kann durch zwei sehr unterschiedliche Enzymklassen katalysiert werden, Cytochrom P450 Monooxygenasen und 2-Oxoglutarat-abhängige Dioxygenasen, wobei letztere bisher nur bei Apiaceae gefunden wurden. In das spannende Gebiet der enantioselektiven Biosynthese führte uns Dr. Elisabeth Fuss (Universität Tübingen) in ihrem Vortrag über die Stereochemie der Lignanbiosynthese ein. Die Bedeutung von zwei Enzymen, die der Rosmarinsäure-Biosynthese zugeordnet werden, wird von Stephanie Hücherig (Universität Marburg) durch RNAi und Überexpression in hairy roots von Coleus blumei untersucht. Den letzten Vortrag hielt Stefanie Döll (IPK Gatersleben) über ihre Versuche zum „activation tagging“ von Enzymen der Biosynthese des stark fluoreszierenden Scopolins in Wurzeln von Arabidopsis thaliana. Nach einem Schlusswort und dem letzten gemeinsamen Essen reisten alle Teilnehmer/innen wieder ab in ihre Arbeitsorte – hoffentlich mit neuem großem Forschungselan!

Fazit und Dank

Wie schon in vorangegangenen Sektionstreffen wurde auch diesmal die große Vielfalt der Sekundärstoffwechselforschung deutlich. Es werden nicht nur sehr unterschiedliche Naturstoffe untersucht, sondern auch unterschiedlichste Methoden angewandt. Nachwuchsforscher/innen können nur ermutigt werden, sich diesem interessanten Gebiet zuzuwenden! Das Zustandekommen dieses gelungenen Sektionstreffens wurde finanziell unterstützt durch einen Tagungskostenzuschuss der Deutschen Botanischen Gesellschaft, so dass den aktiv teilnehmenden Diplomand/innen und Doktorand/innen ein Teil der Kosten erstattet werden konnte. Vielen Dank dafür! Auch den Mitarbeiter/innen des Bonifatiushauses sei herzlicher Dank für die gute Verpflegung und die freundliche Atmosphäre im Haus.

Marburg, im Juli 2009, Prof. Dr. Maike Petersen