Wochenchronik: Pflanzenforschung und Botanik #46 (2021)

Einer Forschungsgruppe des Julius Kühn-Instituts (JKI), der Universitäten Budapest, Greifswald und Hohenheim sowie der niederländischen Firma KeyGene ist es nun gelungen, die Bausteine des Erbguts der Steppenkirsche zu entschlüsseln. Die in der Fachzeitschrift Genomics veröffentlichte Studie beschreibt die neuartigen Technologie zur Erzeugung langer DNA-Sequenzen, mit deren Hilfe die Forschenden das bislang größte Kirschengenom mit einer Länge von 1,1 Milliarden Basen sequenzieren konnten. Die daraus abgeleiteten acht Basischromosomen ergeben eine Gesamtgröße von 366 Millionen Basen.

Quelle: JKI

Eine Studie von Conservation International im Fachmagazin Nature Sustainability nennt die entscheidenden Ökosysteme auf der Erde, die die Menschheit schützen muss, um eine Klimakatastrophe zu vermeiden. Diese Ökosysteme enthalten so dichte Kohlenstoffspeicher, dass sie bei Zerstörung und Freisetzung nicht rechtzeitig wiederhergestellt werden könnten, um die gefährlichsten Auswirkungen des Klimawandels zu verhindern. Diese von den Forschenden als "unwiederbringlicher Kohlenstoff" bezeichneten Speicher sind vor allem Mangroven, tropische Wälder und Torfgebiete sowie alte Wälder in den gemäßigten Breiten. Der besondere Schutz dieser entscheidenden Gebiete birgt noch einen Vorteil: Sie sind auch Horte der Artenvielfalt. So kann der gezielte Schutz dieser unwiederbringlichen Kohlenstoffspeicher gleichzeitig einen erheblichen Beitrag zum Artenschutz leisten. Das berichtet das Potsdam-Institut für Klimafolgenforschung (PIK).

Quelle: PIK

Einen entscheidenden Schritt in der Entschlüsselung eines der wichtigsten Prozesse zum Erhalt des Lebens auf der Erde gelang Forschenden der Humboldt-Universität zu Berlin (HU Berlin), des Berkeley National Laboratory (USA) und der Uppsala University (Schweden). Mit ultrakurzen Röntgenlaserimpulsen gelang es, atomare Schnappschüsse des Photosystem II (PSII) zu erzeugen und dabei die Funktionsweise des biologischen Nanosystems während der Wasserspaltungsreaktion zu beobachten. „Um den komplexen Mechanismus zu verstehen, ist es notwendig, die Protonenfreisetzung während der Wasseroxidation zu verfolgen“, erklärt Dr. Mohamed Ibrahim aus der Gruppe von Prof. Holger Dobbek an der Humboldt-Universität zu Berlin – einer der Hauptautoren der Studie. Die Studie haben sie im Journal Nature Communications veröffentlicht.

Quelle: HU Berlin

Der Bestand an artenreichen Grünlandflächen nimmt seit Jahren ab. Dr. Vicky Temperton, Professorin für Ecosystem Functioning & Services an der Leuphana Universität Lüneburg, beschäftigt sich gemeinsam mit einem Team von Forscher*innen und Praktiker*innen in einem Verbundprojekt mit der Frage, wie sich diese ökologisch besonders wertvolle Landschaft wiederherstellen lässt. Das Bundesforschungsministerium (BMBF) fördert jetzt die Untersuchung von 90 ausgewählten Renaturierungsflächen aus ökologischer, sozioökonomischer und sozial-ökologischer Perspektive über drei Jahre mit gut drei Millionen Euro, rund 1,2 Millionen davon für das Team der Leuphana.

Quelle: Leuphana Universität Lüneburg

Marginolaktone – von Bodenbakterien produzierte Naturstoffe – lösen die Bildung eines bislang unbekannten mehrzelligen Zustands bei der eigentlich einzelligen Grünalge Chlamydomonas reinhardtii aus. Die Entstehung von vielzelligen Organismen stellte einen wesentlichen Schritt in der Entstehung von Tieren und Pflanzen dar. Doch wie kam es dazu, dass aus einzelligen Organismen dauerhafte mehrzellige Lebewesen wurden? Ein mögliches Puzzlestück dieser komplexen Vorgänge konnte ein Forschungsteam aus Jena und Leipzig jetzt entschlüsseln. Seine Ergebnisse veröffentlichte es unter dem Titel Bacterial marginolactones trigger formation of algal gloeocapsoids, protective aggregates on the verge of multicellularity im Fachmagazin PNAS, wie das Leibniz-Institut für Naturstoff-Forschung und Infektionsbiologie - Hans-Knöll-Institut (HKI) meldet.

Quelle: Leibniz-HKI

Auch in diesem Jahr kamen Studierende aus der ganzen Welt zusammen, um sich im Bereich der synthetischen Biologie zu messen. Dabei waren die Studierenden der Philipps-Universität Marburg besonders erfolgreich: Sie holten den Gesamtsieg des internationalen iGEM-Wettbewerbs (international Genetically Engineered Machine (iGEM) competition, https://jamboree.igem.org/results/specials). Das Marburger Gewinn-Team entwickelte eine neue Technologie, um die Erforschung neuer klimaresistenter Nutzpflanzen rasant zu beschleunigen – das Konzept überzeugte die Jury. „Dazu haben sie zellfreie Systeme entwickelt, die es erlauben, genetische Bausteine zu testen, ohne die Erbinformation DNA in eine lebende Zelle einbringen zu müssen,“ sagt der molekulare Pflanzenphysiologe Prof. Dr. Lars Voll. Er betreute das Studierendenteam gemeinsam mit Wissenschaftler*innen des Max-Planck-Institutes für terrestrische Mikrobiologie, Coach Rene Inckemann und Dr. Henrike Niederholtmeyer, Leiterin der Emmy Noether Forschungsgruppe Cell Free Biology. „Dieser zellfreie Ansatz könnte in der Zukunft die Entwicklung neuer Nutzpflanzen rasant beschleunigen, da viele Tests innerhalb eines Tages etabliert sowie mit hohem Durchsatz durchgeführt werden können, bevor eine lebende Pflanze verändert wird,“ sagte Voll.

Quelle: Uni Marburg