Wochenchronik: Pflanzenforschung und Botanik KW #19 (2023)

Eine der größten Herausforderungen der modernen Pflanzenforschung ist es, die Unterschiede in der Erbinformation zu finden, die für die Variation der Merkmale wie etwa Resistenzen, Pflanzenhöhe und Ertrag verantwortlich sind. Ein Forschungsteam entwickelte nun ein Verfahren, um diese speziellen Unterschiede in der Erbinformation zu identifizieren. Am Beispiel von Mais demonstrieren sie das große Potenzial der Methode, das mit Hilfe von Hybridpflanzen die direkten Auswirkungen der DNA-Sequenzvariation auf die Transkriptionsfaktorbindung misst. Ihre Analysemethode erlaubt es genau zu messen, ob Transkriptionsfaktoren mehr an das mütterliche oder das väterliche Erbgut binden. Das Team präsentiert Regionen im Maisgenom, die bei der Züchtung zur Ertragsteigerung und der Schädlingsresistenz helfen können. Die Studie des Teams um Dr. Thomas Hartwig, Leiter der Arbeitsgruppe Crop Yield am Instisit für Molekulare Physiologie der Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf (HHU) und am Max-Planck-Institut für Pflanzenzüchtungsforschung (MPIPZ) in Köln, an dem auch Forschende des Leibniz-Instituts für Pflanzengenetik und Kulturpflanzenforschung (IPK) in Gatersleben sowie der University of Nebraska-Lincoln und der Iowa State University in den USA beteiligt war, ist nun im Fachjournal Genome Biology erschienen.

Quelle: HHU

Von der überragenden Bedeutung der Grundlagenforschung für Nachhaltigkeit ist die Präsidentin der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) überzeugt. Die Medizinerin und Biochemikerin Professorin Dr. Katja Becker äußert sich aus Anlass des International Year of Basic Science for Sustainable Development (IYBSSD) in einem Interview in der Zeitschrift Biologie in unserer Zeit (BIUZ, Bd. 53 Nr. 2: 119-122, online abrufbar), dem Journal des Verbandes Biologie, Biowissenschaften und Biomedizin in Deutschland (VBIO). Dabei ginge es um die Erforschung der Grundlagen unserer Existenz und der unseres Planeten. "Zweckfreie Grundlagenforschung ist von zentraler Bedeutung für die Zukünftsfähigkeit unserer Gesellschaft," betonte Becker. Sie könne genau jene langfristigen Wissensspeicher schaffen, die in Situationen, die nicht antizipiert werden können, akut benötigte Lösungen bereitstellen. Die Impfstoffe gegen das Corona-Virus seien das beste Beispiel dafür. Becker schildert im Interview auch die DFG-Stellung zum Balance-Akt zwischen Wissenschaftsfreiheit und regulatorischen Rahmen etwa hinsichtlich des Nagoya-Protokolls, der Nutzung Digitaler Sequenzinformationen und zum Umgang mit neuen molekularen Methoden (wie etwa CRISPR/Cas).

Quelle: VBIO

Mit 40 Kilogramm Spinat, 3 Millionen Laserblitzen und 600.000 simulierten Atomen gelang es Physiker*innen von den Universitäten in Berlin und dem italienischen L'Aquila die Bewegung von Elektronen und Atomen in der photosynthetischen Sauerstoffbildung experimentell und rechnerisch nachzuverfolgen. Ihre Studie ist im Fachmagazin Nature erschienen. Sie liefert Einblicke in den biologischen Prozess, der wahrscheinlich in den letzten drei Milliarden Jahren auf der Erde unverändert abgelaufen ist. Die Erkenntnisse können auch für die Produktion von grünem Wasserstoff oder anderen erneuerbaren Brennstoffen bedeutsam sein.

Quelle: FU Berlin

Objektträger einspannen, alles einstellen, mit der kleinsten Vergrößerung beginnen und dann durch die Ebenen fokussieren: Diese Routine kennen vor allem Studierende der Biologie aus Mikroskopie-Kursen. Das geht nun auch digital. Mehr als 200 Präparate von Pflanzen, Tieren und Mikroorganismen lassen sich online im Detail betrachten – ganz ohne Mikroskop, kostenfrei und zugänglich für alle. Möglich macht es ein Biologe der Universität Duisburg-Essen (UDE) mit seinem Projekt UDE BioSLiDES. „Während der Pandemie haben wir nach einer Möglichkeit gesucht, die Mikroskopie-Praktika unserer Fakultät präsenzfrei durchzuführen. Die dabei gemachten Erfahrungen waren der Startschuss für UDE BioSLiDES“, sagt der Projektverantwortliche Dr. Michael Kloster aus der UDE-Arbeitsgruppe Phykologie. Detailliert beschrieben ist die BioSLiDES-Plattform im Fachblatt Biologie in unserer Zeit auf der Website des VBIO (pdf).

Quelle: UDE

Wie sich die Eigenschaften von Wildpflanzenarten im Zuge einer landwirtschaftlichen Saatgutproduktion verändern, wie man sie etwa für Renaturiereungmaßnahmen vermehrt, haben Forschende nun analysiert: Innerhalb von nur drei Generationen entwickelten einige Arten Anzeichen eines Domestikationssyndroms – einer Reihe von Merkmalen, die Nutzpflanzen typischerweise während der Domestikation entwickeln: Sie wurden größer, blühten üppiger und einheitlicher. Die in den ersten Generationen beobachteten Veränderungen waren jedoch zumeist geringfügig und dürften die Eignung der derzeit produzierten Samen für Renaturierungszwecke nicht beeinträchtigen. Dennoch sind die beobachteten Merkmalsverschiebungen eine erste Warnung, dass Saatgut von Wildpflanzen nur für eine begrenzte Anzahl von Generationen produziert werden sollte, bevor eine Auffrischung durch frisches Saatgut aus der freien Natur erfolgt. Die Ergebnisse hat das Team unter der Leitung von Forschenden der Universität Marburg in der Zeitschrift PNAS veröffentlicht.

Quelle: Uni Marburg

Zunehmende Hitze und Dürre verändern die Wälder schneller als gedacht. Diese ungute Dynamik macht das gesamte Ökosystem Wald labil. Sie ist eine Herausforderung für die Forst- und Holzwirtschaft, aber auch für die Wissenschaft. Forschende der Uni Würzburg wollen diese Dynamik besser im Auge behalten. Was für ein klimawandelgerechtes Waldmanagement und eine nachhaltige Waldbewirtschaftung nötig wäre: eine satellitengestützte Beobachtung der Wälder in noch kürzeren Zeitabständen und mit hoher räumlicher Auflösung. Auf dieses Ziel arbeitet das neue interdisziplinäre Projektteam im Forschungsprojekt ROOT (Real-time earth Observation of fOrest dynamics and biodiversiTy) an der Julius-Maximilians-Universität (JMU) Würzburg hin. Sprecher des Projekts ist Professor Samuel Kounev, Leiter des Lehrstuhls für Software Engineering. Das Bayerische Forschungsinstitut für Digitale Transformation (bidt) der Bayerischen Akademie der Wissenschaften fördert ihr Projekt mit 1,2 Millionen Euro.

Quelle: Uni Würzburg