Wochenchronik: Pflanzenforschung und Botanik KW #21 (2023)

Nutzpflanzen sind auch attraktiv für schädliche Mikroorganismen. Die meisten Pathogene können nur bestimmte Pflanzen befallen. Wie pflanzenpathogene Pilze im Boden ihre Wirtspflanze finden, wird seit Jahren erforscht. Bisher galt, dass die Wirtspflanzen die Sporen der Pilze durch die Abgabe von Zucker, Aminosäuren und anderen Verbindungen aus ihren Wurzeln spezifisch zur Keimung anregen und so ihren Befall auslösen. Forschende der Universität Göttingen haben nun widerlegt, dass die sogenannten Wurzelexsudate die primären Auslöser der Sporenkeimung und damit der Wurzelinfektion sind. Stattdessen wird die Aktivität der Sporen durch eine Kombination verschiedener Faktoren gesteuert. Dabei spielt die Gemeinschaft der Bakterien im Boden eine wichtige Rolle. Die Ergebnisse sind in der Fachzeitschrift PLOS Pathogens erschienen.

Quelle: Uni Göttingen

Die Küstenökosysteme in acht von zehn Weltregionen sind eine Netto-Treibhausgas-Senke. Das heißt: In diesen Regionen ist die Aufnahme von Kohlendioxid (CO₂) stärker als die Emissionen von Methan und Distickstoffmonoxid (Lachgas). Zu diesem Ergebnis kommt eine Studie unter der Leitung der australischen Southern Cross University mit Beteiligung des Helmholtz-Zentrums Hereon, des Leibniz-Zentrums für Marine Tropenforschung (ZMT) und des GEOMAR Helmholtz-Zentrums für Ozeanforschung Kiel, die Anfang der Woche in Nature Climate Change veröffentlicht wurde. „Zu verstehen, wie und wo Treibhausgase in Küstenökosystemen freigesetzt und absorbiert werden, ist ein wichtiger erster Schritt zur Umsetzung wirksamer Klimaschutzstrategien", sagt die Erstautorin und Leiterin der Studie Dr. Judith Rosentreter, Senior Research Fellow an der Southern Cross University in Australien. Der Schutz und die Wiederherstellung von Mangroven- und Salzwiesen-Lebensräumen sei beispielsweise eine vielversprechende Strategie, um die Aufnahme von CO₂ durch diese küstennahen Feuchtgebiete zu erhöhen.

Quelle: Hereon

Wesentliche Fortschritte in der Nahrungsmittelerzeugung sind zu erwarten, wenn bei der Entwicklung von Nahrung nicht nur genetische, sondern auch epigenetische Verfahren angewandt werden, um Nahrungspflanzen weiterzuentwickeln – Verfahren, die darauf beruhen, einzelne Gene gezielt an- und abzuschalten. Das ist wichtig, da herkömmliche Zuchtverfahren nicht mehr ausreichen, die großen Herausforderungen in der Landwirtschaft zu lösen: Klimawandel, Wasserknappheit und schlechte Bodenqualität begrenzen die Höhe landwirtschaftlicher Erträge, gleichzeitig wächst mit der Weltbevölkerung natürlich auch der Bedarf an Nahrungsmitteln. Im UniReport-Magazin der Goethe-Universität Frankfurt am Main erläutert der Pflanzenwissenschaftler Dr. Sotirios Fragkostefanakis allgemeinverständlich das Forschungsgebiet der Epigenetik.

Quelle: Uni Frankfurt (s. S. 6 im pdf)

Die Bayerische Landesanstalt für Wald und Forstwirtschaft (LWF) gab den Startschuss zu einem besseren Verständnis und Schutz des Gelben Frauenschuhs in Bayerns Wäldern. Gemeinsam mit Botanik-Wissenschaftler*innen, Artenschutz-Expert*innen, den Bayerischen Staatsforsten und anderen Menschen aus der Forstlichen Praxis fand hierzu in Freising ein gemeinsamer Auftaktworkshop statt. Die gemäß FFH-(Flora-Fauna-Habitat)-Richtlinie streng geschützte Waldorchidee gehört zu den imposantesten Orchideen-Arten der europäischen Flora.

Quelle: LWF

Am 27. Juni 2023 findet von 17.00 bis 19.00 Uhr die nächste digitale Fortbildung für Lehrkräfte und Interessierte statt. Das Thema lautet dieses Mal: „Photosynthese als Treiber der Biosphäre: Globale Bedeutung - molekulare Mechanismen - Biotechnologie“ von Prof. Dr. Karl-Josef Dietz von der Universität Bielefeld, Abteilung Biochemie und Physiologie der Pflanzen, der gleichzeitig Präsident des Verbandes Biologie, Biowissenschaften und Biomedizin in Deutschland (VBIO) ist. Der VBIO präsentiert dies im Rahmen einer wissenschaftlichen Vortragsreihe vor dem Hintergrund der Bildungsstandards im Fach Biologie für die Allgemeine Hochschulreife. Dietz will darin folgende Fragen beantworten:

• Welchen Beitrag leistet die aquatische und terrestrische Photosynthese zum C-Kreislauf?
• Wie ist Photosynthese messbar?
• Welche biochemischen Prinzipien und Strukturen sind beteiligt?
• Wie erfolgt die Koordination der Genexpression im Kern- und Plastidengenom zur Optimierung des Photosynthese-Apparats in den Chloroplasten?
• Welche Erwartungen sollen wir an die biotechnologische Nutzung haben?

Der VBIO-Dachverband bittet um Anmeldungen.

Quelle: VBIO

Forschende haben einen Mechanismus gefunden, mit dem Arabidopsis-Pflanzen ihre empfindlichen Stammzellen im Bildungsgewebe der Wurzelspitze vor Salzstress schützen. Versalzene Böden werden unfruchtbar und Pflanzen wachsen dort schlechter oder gar nicht mehr, was als eine der größten Bedrohungen für die Ernährung der Weltbevölkerung gilt. Das chinesisch-deutsch-spanische Forschungsteam, darunter Prof. Dr. Jörg Kudla und seine Mitarbeitenden von der Westfälischen Wilhelms-Universität (WWU) Münster, stellt nun in der Fachzeitschrift EMBO Journal vor, wie das Meristem dafür sorgt, dass die Wurzel ständig neue Zellen bildet und somit wachsen kann: Es ist besonders empfindlich; seine Zellen haben im Gegensatz zu fertig ausgebildeten Pflanzenzellen keine Vakuole im Inneren, in die Schadstoffe entsorgt werden könnten. Dass die Pflanzen zusätzlich speziell ihre Wurzelstammzellen schützen, war bislang unbekannt. „Der von uns entdeckte Signalweg, der Komponenten bekannter Salzstress-Signalwege mit Signalproteinen zur Steuerung der Wurzelentwicklung vereint, dient einer zusätzlichen, spezifischen Entgiftung der Pflanze“, unterstreicht Kudla.

Quelle: WWU

Am 7. Juni 2023 wird die Forschungsallianz TRANSCEND (Center for Translational Plant Biodiversity Research) feierlich im Futurium in Berlin gegründet. Die strategische Allianz des Clusters of Excellence on Plant Science (CEPLAS) und des Leibniz-Institutes für Pflanzengenetik und Kulturpflanzenforschung (IPK) hat sich zum Ziel gesetzt, den historischen Transformationsprozess zu einer nachhaltigen Landwirtschaft voranzutreiben, die nationale und internationale Pflanzenforschung zu stärken und die Übertragung von Forschungsergebnissen in die Anwendung zu fördern. Im Fokus von steht die Entwicklung innovativer Methoden für eine Beschleunigung der Pflanzenzüchtung und neue biologische Konzepte für Pflanzenschutz und Pflanzenernährung. Denn alleine mit den etablierten Methoden sind die im Green Deal und der Farm2Fork-Strategie der EU definierten Nachhaltigkeitsziele innerhalb der vorgegebenen Zeitspanne von 30 Jahren nicht mehr zu erreichen. Über 300 Forschende aus 40 Ländern werden in TRANSCEND ihre Expertise bündeln und von Ausbildungsprogrammen und der Forschungsinfrastruktur profitieren. Die Veranstaltung unter der Schirmherrschaft der Bundesministerin für Bildung und Forschung, Bettina Stark-Watzinger, richtet sich auch an die interessierte Öffentlichkeit. Es geht um Fragen zur Bedeutung der Pflanzenwissenschaften für notwendige Transformationsprozesse in Wirtschaft und Gesellschaft, zur optimierten Verwertung von Forschungsergebnissen, zur Erweiterung der Forschungskooperationen und zur Gestaltung notwendiger Rahmenbedingungen wie Forschungs- und Wirtschaftsförderung. Anmeldungen sind nur bis 31. Mai 2023 möglich und Prof. Dr. Andreas Weber (CEPLAS) und Prof. Dr. Andreas Graner (IPK) laden herzlich ein. Das Programm der Veranstaltung, ein White Paper und ein Policy Paper von TRANSCEND stehen auf der Website des Organisators Genius.

Quelle: Genius.de

Ein grundlegender molekularer Mechanismus kontrolliert zusammen mit der Umverteilung von Zuckern innerhalb der Pflanzen die Ausbildung neuer Seitenwurzeln. Er beruht auf der Aktivität eines bestimmten Faktors, dem Protein Target of Rapamycin (TOR), wie ein internationales Team von Forschenden heute im EMBO Journal schildert. Denn bislang war unklar, wie die Pflanze erkennt, dass Ressourcen in Form von Zucker für die Ausbildung von seitlichen Wurzeln überhaupt zur Verfügung stehen. „TOR nimmt eine Art Pförtnerrolle ein; wenn die Pflanze über das Hormon Auxin das für die Wurzelbildung verantwortliche genetische Wachstumsprogramm aktiviert, überprüft TOR, ob auch genügend Zucker-Ressourcen für diesen Prozess zur Verfügung stehen,“ erklärt der Leiter der Forschungsarbeiten, Prof. Dr. Alexis Maizel vom Centre for Organismal Studies der Universität Heidelberg. Dazu kontrolliert TOR die Translation bestimmter Auxin-abhängiger Gene und blockiert deren Expression, wenn nicht genügend Zucker-Ressourcen zur Verfügung stehen. Die Ergebnisse könnten dazu beitragen, Pflanzenwachstum und damit Ernteerträge zu verbessern.

Quelle: Uni Heidelberg

Wie Forschende im Magazin Plants, People, Planet im April zeigten, kann die Beschattung von Feldern durch Photovoltaik-Anlagen die Folgen von Trockenperioden in der Landwirtschaft abschwächen. Die Beschattung, die bei ausreichend Wasser oft die Ernteerträge senkt, kann bei Dürre sogar zu Ertragssteigerungen führen. Der Effekt kann besonders für Regionen wichtig werden, in denen es gleichzeitig ein starkes Bevölkerungswachstum und ausgeprägte Dürreperioden gibt, wie beispielsweise in Indien oder Afrika. Aber auch in Europa muss in Zukunft mit längeren Trockenperioden gerechnet werden. Aus Sicht der Wissenschaftler*innen der Universität Hohenheim besteht jedoch noch erheblicher Forschungsbedarf – vor allem zu der Frage, welche Pflanzen sich für die unterschiedlichen Systeme am besten eignen, bewerten sie die Ergebnisse heute.

Quelle: Uni Hohenheim