Wochenchronik: Pflanzenforschung und Botanik #15 (2021)

Erstmals haben Forschende Struktur und Funktion eines Übergangszustands der Synthese vom Photosystem II aufklären können, dem Teil des Photosynthese-Systems von Pflanzen, Algen und Cyanobakterien, in dem der erste Schritt der Lichtreaktion stattfindet. PS II besteht aus mehr als 100 Einzelteilen, die in einem wohl orchestrierten Prozess zusammenfinden müssen, damit am Ende eine funktionierende Maschine entsteht. Eine entscheidende Rolle spielen dabei Helferproteine, die sogenannten Assemblierungsfaktoren, die für Teilschritte verantwortlich sind. „Man kann sich diese wie Roboter an einem Fließband, zum Beispiel zur Herstellung eines PKWs, vorstellen“, erklärt Prof. Dr. Marc Nowaczyk vom Lehrstuhl Biochemie der Pflanzen der RUB. „Jeder Roboter fügt ein Teil an oder setzt vorgefertigte Module zusammen, damit am Ende eine perfekte Maschine entstehen kann.“ Das internationale Forschungsteam der Ruhr-Universität Bochum (RUB), der Max-Planck-Institute für Biochemie und Biophysik, des Zentrums für Synthetische Mikrobiologie (SYNMIKRO) und des Chemie Departments der Philipps Universität Marburg, der University of Illinois Urbana-Champaign, USA, und der Université Paris-Saclay, Frankreich, hat seine Ergebnisse am 12. April 2021 in der Zeitschrift Nature Plants veröffentlicht. Die Daten zeigen die molekulare Struktur eines PS II-Übergangskomplexes mit gleich drei Helferproteinen.

Quelle: RUB

Foraminiferen leben in Symbiose mit Algen und produzieren Kalkgehäuse. Forschende zeigten kürzlich im Fachjournal Oceans, wie diese kalkbildenden Einzeller auf Ozeanversauerung und -erwärmung reagieren. Die Meeresgeoökologin Dr. Marleen Stuhr vom Leibniz-Zentrum für Marine Tropenforschung (ZMT) in Bremen leitete die Studie und schließt aus den Ergebnissen, dass die winzigen Rifforganismen den Bedingungen widerstehen könnten, wie sie für die Meere in der Zukunft vorausgesagt werden. An der Untersuchung waren neben dem ZMT auch Forschende des Leibniz-Instituts für Analytische Wissenschaften (ISAS) in Dortmund und der amerikanischen Northeastern University in Boston beteiligt.

Quelle: ZMT

Zwei kostenfreie online-Veranstaltungen (co-)organisiert die IUBS (International Union of Biological Sciences), in dem die DBG über ihre Mitgliedschaft im DNK verbunden ist.

(1) eine fünftägige Tagung zur Biodiversität und Nachhaltigkeit, der virtual sessions of the 5th Science Policy Forum for Biodiversity and the 8th International Conference on Sustainability Science:

• 13 April 2021: opening
  SESSION 1 – Part 1: A framework for transition: towards the post-2020 Global Biodiversity Framework (GBF)
  BREAKOUT GROUP 1: Advancing solutions for transition
  BREAKOUT GROUP 2: Enabling conditions for transitioning to zero net habitat loss
• 15 April 2021: SESSION 2: Round table on biodiversity monitoring and data
• 19 April 2021: SESSION 3: Harnessing science, technology and innovations to support the implementation of the post-2020 global biodiversity framework
  BREAKOUT GROUP 1: Biodiversity, Climate and Livelihoods: Implications for the Post-2020 Global Biodiversity Framework
  BREAKOUT GROUP 2: The current landscape of renewable energy technologies and applications, and its impact on conservation and sustainable use of biodiversity
• 21 April 2021: SESSION 4: Links between loss of biodiversity, climate change and zoonotic diseases
• 24 April 2021: SESSION 5: Young Scholars and Professionals Session: Ecological Restoration - framing challenges and opportunities.

Registierungen sind über  https://science4biodiversity.org/ möglich

(2) einen Vortrag von Dr. Jane Goodall am 27.4.2021 über ihre Arbeiten an Schimpansen. Registrierung bei Indiabioscience. 

Äthiopien könnte in Zukunft weniger besonders hochwertigen Kaffee und mehr durchschnittliche, eher fade schmeckende Sorten erzeugen. Das ist das Ergebnis einer neuen Studie eines internationalen Forschungsteams unter der Leitung des Potsdam-Instituts für Klimafolgenforschung (PIK), das die Auswirkungen des Klimawandels auf Afrikas größtes Anbaugebiet für Kaffee untersucht und die Ergebnisse im Fachjournal Nature Scientific Reports publiziert hat. Ihre Ergebnisse sind sowohl für die Millionen von Kleinbauern des Landes, die mit Spezialitätenkaffee mehr verdienen als mit normalem Kaffee, als auch für Baristas und Kaffeegenießer auf der ganzen Welt relevant.

Quelle: PIK

Seit über 10.000 Jahren baut der Mensch Pflanzen an und hat sie dabei stetig verändert, immer besser an seine Bedürfnisse angepasst und sogar neue Arten erschaffen. Die heutigen Sorten von Weizen, Mais und Kohl haben mit ihren wilden Vorfahren äußerlich nur noch wenig gemeinsam. Dieser Domestikation und Züchtung liegen genetische Veränderungen zugrunde. Im Laufe der Jahrhunderte kamen immer wieder Züchtungstechniken dazu von zufälliger Auswahl über gezielte Kreuzung bis hin zur Grünen Gentechnik. Der öffentliche Abendvortrag „Unser täglich Brot gib uns morgen ... Die Zukunft der Ernährung” von Pflanzenforscher Robert Hoffie geht am 27. April auf biologische und technische Grundlagen verschiedener Methoden ein und beschreibt Möglichkeiten und Grenzen, wie moderne Pflanzenzüchtung zu einer nachhaltigen Ernährung beitragen kann. Der Vortrag wird vom Stiftung Alfried Krupp Kolleg Greifswald präsentiert und von Kora Uellendahl moderiert. Hoffie ist Doktorand am Leibniz-Institut für Pflanzengenetik und Kulturpflanzenforschung in Gatersleben und arbeitet dort mithilfe der Genschere CRISPR/Cas an Gerste. Vergangenes Jahr erhielt Hoffie den Preis für Wissenschaftskommunikation unserer Sektion Pflanzenphysiologie und Molekularbiologie.

Quelle: Stiftung Alfried Krupp Kolleg Greifswald

Die Züchtung des steirischen Ölkürbis ist mit rund 150 Jahren relativ jung und gut dokumentiert. Durch die gezielte Züchtung resistenter, immer schmackhafterer und ertragreicherer Kürbispflanzen hat sich das Samen-Mikrobiom des Ölkürbis über die Generationen mitverändert. Anhand einer gut dokumentierten Züchtungslinie konnten die Umweltbiotechnologinnen und -technologen der TU Graz erstmals nachweisen, dass die Mikroorganismen am Samen des Kürbis vererbt und wohl ausschlaggebend für bestimmte Pflanzeneigenschaften sind. Peter Kusstatscher, einer der Studienautoren, erklärt: „Wir haben Bakterien und Pilze am Samen der Ölkürbisse untersucht und herausgefunden, dass die Pflanze einen Großteil ihrer Bakterien am Samen – bis zu 60 Prozent nämlich – an die nächste Generation weitergibt, während die Pilzvielfalt am Samen weitgehend vom lokalen Bodenmikrobiom abhängt. Vererbt,“ so Kusstatscher weiter, „werden dabei vor allem für die Pflanzen nützliche Mikroorganismen. Da verhält es sich bei der Pflanze ähnlich wie beim Menschen: Babys erhalten ihr Mikrobiom auch von der Mutter.“ Die in Frontiers in Plant Science publizierten Ergebnisse ebnen erstmals den Weg hin zur Mikrobiom-gesteuerten Züchtung von Ölkürbissen. Die gezielte Züchtung eines vorteilhaften Samen-Mikrobioms führt zu Pflanzeneigenschaften, die sich positiv auf Ertrag, Gesundheit und Lagerfähigkeit von Ölkürbissen auswirken.

Quelle: TU Graz

Um die Auswirkungen des Klimawandels auf die Natur auf einen Blick zu verdeutlichen, präsentieren Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler der Technischen Universität München (TUM) jetzt erstmals Grüne Klimastreifen. Dabei stehen blaue Farben für Jahre mit kalter Witterung und demzufolge auch mit später Blüte oder Blattentfaltung, grüne Streifen stehen für warme Jahre mit früherer Pflanzenentwicklung. Wie die Streifen zu interpretieren sind, und was sie bedeuten, erklärt Annette Menzel, Professorin für Ökoklimatologie an der TU München (TUM), im Interview.

Quelle: TUM

Wenn Bäume während einer Trockenperiode sterben, sind sie verdurstet. Forschende der Universität Basel konnten in einer Feldstudie zeigen, dass der Kollaps des hydraulischen Systems für den Baumtod verantwortlich ist. Und sie fanden heraus: Die Bäume sterben möglicherweise schneller, als bisher gedacht, wie sie im Fachjournal PNAS darlegen.

Quelle: Uni Basel

Forschende des Julius Kühn-Instituts (JKI) legen erstmals globale Transkriptom-Analyse eines Granulovirus vor und liefern damit Grundlage für verbesserte biologische Bekämpfung des Apfelwicklers. Der Apfelwickler Cydia pomonella ist weltweit der wichtigste Schädling im ökologischen wie im integrierten Apfelanbau. Bereits seit Jahrzehnten wird das Insekt mit einem natürlichen Gegenspieler, dem Apfelwickler-Granulovirus (CpGV), erfolgreich bekämpft. Doch mittlerweile treten immer häufiger Apfelwicklermaden auf, die resistent gegen das Virus sind. Um die biologische Bekämpfung in Apfelanlagen auch künftig sicherzustellen, klären Forschende des Julius Kühn-Instituts (JKI) in Darmstadt die molekularen Mechanismen der Virusinfektion auf. Dazu wurde das über 140 Gene umfassende Genom des Virus in anfälligen und resistenten Apfelwicklern analysiert. Die Ergebnisse sind jetzt im Journal of General Virology erschienen.

Quelle: JKI