Wochenchronik: Pflanzenforschung und Botanik #10 (2022)

Eine enorme Menge an Daten kommt in der Pflanzenforschung zusammen, die von Computern auch mit Methoden des maschinellen Lernens autonom analysiert werden. Eine Herausforderung dabei ist die Kombination unterschiedlicher Datentypen wie beispielsweise Fotos, Wetterdaten und genetische Informationen. Wie es gelingen kann noch bessere Vorhersagemodelle für Forschung und Züchtung zu entwickeln, untersuchte das BMBF-Projekt DeepIntegrate. Das Projekt lief über drei Jahre und wurde Ende 2021 abgeschlossen. Die Projektpartner, die TU Kaiserslautern und das Züchtungsforschungsunternehmen NPZ Innovation GmbH (NPZi), sind mit den Ergebnissen zufrieden: „Gegenüber den klassischen Vorhersagemethoden konnten wir mit unseren Algorithmen deutlich bessere Vorhersagen für einzelne Pflanzenmerkmale treffen, insbesondere für Merkmale mit bekannter und hoher Abhängigkeit von Umwelteinflüssen, wie z. B. dem Blühbeginn, der stark von den Temperaturen im Frühjahr abhängt“, fasst der beteiligte Bioinformatiker Dr. Matthias Enders zusammen. Die neu entwickelten Algorithmen können nun zu einer automatisierten Bewertung der Leistung von Pflanzensorten in der Pflanzenzüchtung genutzt werden und erweitern die Werkzeugpalette der Bioinformatik. Das Portal Pflanzenforschung fasst die Ergebnisse zusammen.

Quelle: Pflanzenforschung.de

Die Buchenwälder in Europa sind durch den Klimawandel stark bedroht, besonders in den südeuropäischen Ländern, aber auch in Mitteleuropa. Modellrechnungen zufolge könnte das Wachstum von Buchen je nach Klimaszenario und je nach Region in den kommenden 70 Jahren zwischen 20 und über 50 Prozent zurückgehen. "Wir müssen vor allem am südlichen Rand der Verbreitungsgrenze der Buche mit hohen Produktivitätsverlusten aufgrund vermehrter Trockenheit rechnen", sagt Dr. Edurne Martinez del Castillo von der Johannes Gutenberg-Universität Mainz (JGU). Die Wissenschaftlerin warnt gleichzeitig vor den Folgen dieser Entwicklung sowohl für die Ökologie als auch die Forstwirtschaft und rät dazu, umgehend Maßnahmen zur Anpassung der Wälder zu ergreifen. Auch die Bedeutung der Buchenwälder als Speicher von Kohlendioxid könnte leiden. Die Modellrechnungen basieren auf Baumringanalysen an 324 Standorten in Europa und gängigen Klimaszenarien. Die Studie wurde von der Alexander von Humboldt-Stiftung finanziell unterstützt und nun im Fachmagazin Communications Biology veröffentlicht.

Quelle: JGU

Ein Positionspapier der in Wissenschaft-verbindet zusammengeschlossenen mathematisch-naturwissenschaftlichen Fachgesellschaften fordert Politik wie Schulträger auf, Lehrkräften mathematisch-naturwissenschaftlicher Schulfächer qualifizierte Angebote zu schaffen und die Teilnahme daran während der regulären Arbeitszeit zu erleichtern. Das fordern der Dachverband der Geowissenschaften (DVGeo), die Deutsche Mathematiker-Vereinigung (DMV), die Deutsche Physikalische Gesellschaft (DPG), die Gesellschaft Deutscher Chemiker (GDCh) sowie der Verband Biologie, Biowissenschaften und Biomedizin in Deutschland (VBIO). In ihrem Statement machen sie konkrete Vorschläge zu Gestaltung und Durchführung der Fort- und Weiterbildungen.

Quelle: VBIO

Bekannt ist, dass das Treibhausgas Methan von speziellen Mikroorganismen produziert wird, zum Beispiel im Magen von Kühen oder in Reisfeldern. Seit einigen Jahren beobachtete man auch seine Entstehung in Pflanzen und Pilzen, ohne eine Erklärung dafür zu finden. Nun haben Forscher aus Heidelberg und dem Max-Planck-Institut für terrestrische Mikrobiologie in Marburg den zu Grunde liegenden Mechanismus aufgeklärt. Ihre Ergebnisse legen nahe, dass alle Organismen Methan freisetzen. „Diese durch reaktive Sauerstoffverbindungen (ROS) ausgelöste Methanbildung findet höchstwahrscheinlich in allen Organismen statt“, erklärt Leonard Ernst, ein interdisziplinär ausgebildeter Nachwuchsforscher, der die Studie anführte, die im Fachblatt Nature erschien. "Diese Studie ist ein Meilenstein in unserem Verständnis der aeroben Methanbildung in der Umwelt", sagt Prof. Frank Keppler, Geowissenschaftler an der Universität Heidelberg. "Der universelle Mechanismus erklärt auch die früheren Beobachtungen zur Freisetzung von Methan aus Pflanzen."

Quelle: MPI für terrestrische Mikrobiologie

Zur Tagung Chloroplasts: From Genes to Systems lädt der SFB/Transregio 175 (The Green Hub - Central Coordinator of Acclimation in Plants) vom 13. bis 18. August 2022 ins Kloster Irsee im Ostallgäu. Abstracts werden vom Organisationsteam um Dario Leister, Ekkehard Neuhaus, Christan Schmitz-Linneweber und Ute Thomas bis 31. Mai erbeten; dann endet auch der Frühbucherrabatt. Spätanmeldungen sind noch bis 31. Juli möglich. Die Keynote-Speaker sind im Faltblatt (pdf) genannt.

Anmeldung über die Konferenz-Website

Mit den Folgen des Klimawandels für heimische Pflanzen befasst sich ein neues Bürgerforschungsprojekt an der Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg (MLU). Dabei legen die Teilnehmerinnen und Teilnehmer in ihrem Garten ein kleines Beet an, auf dem sie ausgewählte Pflanzen anpflanzen und deren Wachstum beobachten. Die Ergebnisse des citizen science Projektes sollen dabei helfen, die Folgen des Klimawandels in Städten genauer zu verstehen. Noch werden Teilnehmerinnen und Teilnehmer gesucht. Einen ersten Blick auf ein Modellbeet und weitere Informationen erhalten Interessierte am Donnerstag, 17. März, ab 17 Uhr im Botanischen Garten der MLU.

Quelle: MLU

Wie eine Datenanalyse von hochauflösenden Satellitenbildern zeigt, verliert der Amazonas-Regenwald wahrscheinlich an Widerstandsfähigkeit. Dies ist auf den Stress durch Abholzung und Brandrodung zurückzuführen - der Einfluss des vom Menschen verursachten Klimawandels ist bisher nicht eindeutig feststellbar, wird aber in Zukunft voraussichtlich eine große Rolle spielen. Bei etwa drei Vierteln des Waldes hat die Fähigkeit, sich von Störungen zu erholen, laut der Studie seit Anfang der 2000er Jahre abgenommen, die jetzt im Fachjournal Nature Climate Change veröffentlicht wurde. Dies sieht die Wissenschaft als Warnsignal. Die neuen Erkenntnisse beruhen auf einer neuartigen statistischen Analyse von Satellitendaten zu Veränderungen der Biomasse und Produktivität im Amazonaswald, wie das Potsdam-Institut für Klimafolgenforschung (PIK) meldet.

Quelle: PIK

Gemeinsam mit Partnern erforscht das Julius Kühn-Institut (JKI) Resistenzmechanismen der wichtigsten Bakterienkrankheit bei Birnen. Auf lange Sicht will das Institut die Züchtung neuer Sorten für den deutschen Anbau fördern. Denn die auf dem Markt dominierenden Sorten haben eine Achillesferse: Sie sind hoch anfällig für die Krankheit Feuerbrand. Alexander Lucas, Conference, Williams Christ, die Schönen aus Charneux oder Clapps Liebling, alle diese meistangebauten Birnensorten haben dem Bakterium Erwinia amylovora nichts entgegenzusetzen. Das Forschungsprojekt FeuResBir will hier wichtige Vorarbeit leisten, damit die Züchtung widerstandsfähiger Birnensorten neue Impulse erhält. Für das Projekt FeuResBir wurden deutsche Partner aus Bayern und vom Bodensee mit Birnensammlungen ins Boot geholt zudem beteiligen sich Forschende aus Spanien und Neuseeland. Das vom Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft (BMEL) finanzierte Projekt wird über den Projektträger Bundesanstalt für Landwirtschaft und Ernährung (BLE) gefördert.

Quelle: JKI