Wochenchronik: Pflanzenforschung und Botanik #5 (2021)

Urwälder sind für die Artenvielfalt und globale Stoffkreisläufe von großer Bedeutung. Die dreidimensionale Struktur der Wälder spielt dabei eine wichtige Rolle, weil sie Stoffaustauschprozesse mit der Atmosphäre beeinflusst und verschiedenen Arten Lebensraum bietet. Ein internationales Forschungsteam unter Leitung der Universität Göttingen ist der Frage nachgegangen, welche Vielfalt an unterschiedlich komplexen Strukturen in den Wäldern der Welt zu finden ist, und welche Faktoren diese Vielfalt erklären können. Die Ergebnisse veröffentlichten sie am 22. Januar in der Fachzeitschrift Nature Communications und stellten sie heute der Öffentlichkeit vor.

Quelle: Uni Göttingen

Die sogenannte Korallenbleiche führt gegenwärtig zu einem weltweiten Massensterben von Korallen. Bedingt durch den Klimawandel nehmen Korallen eine milchig-weiße Färbung an, beziehen zu wenig Nährstoffe und verhungern in aller Regel. In besonders warmen Jahren sind im Pazifik oft kilometerlange „Korallenfriedhöfe“ aus gebleichten Korallen zu beobachten. Bei der Erforschung der Ursachen der Korallenbleiche stellte nun ein Forschungsteam um den Konstanzer Biologen Prof. Dr. Christian Voolstra fest, dass das Verhungern der Korallen bereits vor dem eigentlichen Bleichen beginnt. Die Ursache des Korallensterbens ist demnach eine gestörte Symbiose zwischen Korallen und Algen, welche der Korallenbleiche vorausgeht. „Die Korallenbleiche leitet das Sterben der Korallen nicht erst ein, sondern ist vielmehr der finale Phänotyp eines ins Ungleichgewicht geratenen Nährstoffaustausches zwischen Koralle und symbiotischen Algen“, schildert Voolstra. Die Forschungsergebnisse, die aktuell im Wissenschaftsjournal PNAS veröffentlicht wurden, könnten einen Paradigmenwechsel bei der Bekämpfung der Korallenbleiche einleiten.

Quelle: Uni Konstanz

Die Ozonbelastung im Erzgebirge nimmt seit Ende der 1990er Jahre auch im Winterhalbjahr nicht ab. Das haben Forschende der TU Bergakademie Freiberg in einer aktuellen Studie im Fachjournal Geochemistry – Chemie der Erde geschildert. In der Folge leiden die Wälder ganzjährig unter dem Ozon-Stress. Und das obwohl die Luft in Mitteleuropa insgesamt sauberer geworden ist.

Quelle: TU Bergakademie Freiberg

Pollenanalysen offenbaren gemäßigtes Klima im Nordwesten Deutschlands während des frühen Eozäns. Das berichten Senckenberger Paleobotaniker*innen nach Ihrer Analyse eines etwa 55 Millionen Jahre altes Kohleflözes aus der Zeit des frühen Eozäns im ehemaligen Braunkohleabbaugebiet des niedersächsischen Landkreises Helmstedt. In ihrer kürzlich im Fachjournal PLoS ONE erschienenen Studie zeigen sie anhand von Pollenanalysen, dass der Nordwesten Deutschlands zu dieser Zeit von einem warm-gemäßigten Klima geprägt war. Dies steht im Unterschied zu anderen Zeitabschnitten des Eozäns, in denen überwiegend ein sehr warmes Treibhausklima vorherrschte.

Quelle: Senckenberg

Eine höhere Blühpflanzenvielfalt erhöht den Bruterfolg von Wildbienen und könnte helfen, negative Effekte von Insektiziden auszugleichen. Das haben Forschende der Universitäten Göttingen und Hohenheim sowie des Julius-Kühn-Instituts in einem groß angelegten Experiment mit der bedeutsamen Wildbiene Osmia bicornis (Rote Mauerbiene) festgestellt. Ihre Ergebnisse publizierten sie in der Fachzeitschrift Ecology Letters.

Quelle: Uni Göttingen

Wie die Enzymaktivitäten in den Chloroplasten bei unterschiedlichen Lichtintensitäten reguliert werden, haben Forscherinnen und Forscher vom Tokyo Institute of Technology und vom HHU-Institut für Biochemie der Pflanzen um Prof. Dr. Andreas Weber untersucht. Dazu nutzen sie die Genschere CRISPR/Cas9 und entfernten mit chirurgischer Präzision einen kleinen Abschnitt im genetischen Code der Modellpflanze Arabidopsis thaliana. Dieser ist für die Regulation des Enzyms Malat-Dehydrogenase zuständig. Indem der sogenannte Redox-Switch im Enzym ausgeschaltet wird, kann die Zelle dies nicht mehr im Chloroplast regulieren. Die so veränderten Arabidopsis-Pflanzen setzten sie unterschiedlichen Lichtbedingungen aus, sowohl unterschiedlichen Intensitäten als auch variierenden Hell-Dunkel-Zyklen. Die Ergebnisse bestätigten, dass der Redox-Switch das Enzym während Dunkelphasen oder solchen mit wenig Licht abschaltet. Überraschenderweise wuchsen die Pflanzen ohne Redox-Switch kaum anders als die Kontrollgruppen. Sie waren lediglich dann im Wachstums eingeschränkt, wenn bei den simulierten Tagen die Tageszeitdauer sehr kurz war oder aber wenn die Lichtbedingungen sehr stark schwankten. Prof. Weber resümiert: „Die Arbeit zeigt die Bedeutung der Redox-Regulation von Enzymaktivitäten in Chloroplasten für eine kontinuierliche Anpassung von Pflanzen an sich dynamisch ändernde Umweltbedingungen, insbesondere die Lichtbedingungen. Hierüber können möglicherweise in der Folge auch Pflanzen speziell auf unterschiedliche Lichtbedingungen angepasst werden, so dass verschiedene Varianten in unterschiedlichen Anbaugebieten gute Erträge liefern.“ Ihre Ergebnisse publizierten sie im Fachjournal PNAS.

Quelle: HHU

Es ist keine einfache Aufgabe, die stetig größer werdende Weltbevölkerung auch zukünftig ernähren zu können – und das trotz all der Herausforderungen, die der Klimawandel mit sich bringt. Die Firma Bayer AG forscht daher an resistenten Getreidesorten und effizienten Pflanzenschutzmitteln. Die Versuche finden auf gepachteten, frei zugänglichen Plantagen und Feldern statt. Das heißt: Es besteht durchaus das Risiko, dass Unbefugte ihr Unwesen treiben, indem sie etwa Fremdsaatgut einstreuen oder Pflanzen zerstören. Werden solche Manipulationen nicht umgehend entdeckt, geht das mit Rückschritten und finanziellem Schaden für den Konzern einher. Es besteht daher ein starkes Interesse daran, frühzeitig über verdächtige Aktivitäten informiert zu werden, um sie zeitnah überprüfen zu können. Herkömmliche Überwachungssysteme eignen sich dazu jedoch kaum. Denn die Felder liegen weit auseinander, liegen meist abseits und wechseln jährlich. Auch eine Kommunikationsinfrastruktur ist nicht vorhanden. Daher hat das Fraunhofer FKIE in Wachtberg hat im Projekt Sensor-Based Flexible Area Monitoring, kurz "SensFArM", ein Überwachungssystem entwickelt, das diese Probleme löst.

Quelle: Fraunhofer

Alle an der Immunität in Pflanzen Interessierte und die Interaktionen zwischen Pflanzen und Mikroben Forschenden sind eingeladen am zweiten International Plant Immunity Symposium teilzunehmen, das am 24. und 25. August 2021 in Göttingen stattfinden soll. Renommierte Wissenschaftler*innen aus fünf Ländern haben zugesagt, ihre jüngsten Forschungsergebnisse zur Pflanzen-Immunität vorzustellen. Die drei Schwerpunkte sind die Funktion physikalischer Barrieren, Metabolite sowie Signalübertragungswege. Darüber hinaus können Nachwuchswissenschaftler*innen ihre Forschungsergebnisse in einer Poster-Ausstellung vorstellen. Die diesjährige Veranstaltung ist die Fortsetzung des erfolgreichen ersten IPIS-Symposiums im Jahr 2018, das die International Research Training Group (IRTG 2172) veranstaltet hatte. Das kommende Symposium soll möglichst als Präsenz-Veranstaltung abgehalten werden, je nach Infektions- und Impfgeschehen. Alternativ wird es durch ein Online-Symposium ersetzt. Journalist*innen sind herzlich eingeladen.

Zur Tagungswebsite: www.ipis2021.uni-goettingen.de