Wochenchronik: Pflanzenforschung und Botanik KW #9 (2024)

Erstmals gelang Forschenden ein tiefer dreidimensionaler Einblick in die Kopiermaschine von Chloroplasten. Die Forschenden stellen im Fachjournal Molecular Cell die RNA-Polymerase PEP der Chloroplasten hochaufgelöst in 3D vor. Die detaillierte Struktur bietet neue Einblicke in die Funktion und Evolution dieser komplexen zellulären Maschine, die eine Hauptrolle beim Ablesen der genetischen Bauanleitungen von Photosynthese-Proteinen spielt. Die Kopiermaschine selbst besteht aus einem mehrteiligen Basis-Komplex, dessen Protein-Untereinheiten im Chloroplasten-Genom kodiert sind, sowie mindestens zwölf angelagerten Proteinen, PAPs genannt. Für diese steuert das Kern-Genom der Pflanzenzelle die Baupläne bei. „Bislang konnten wir zwar ein paar wenige Einzelteile der Chloroplasten-Kopiermaschine strukturell und biochemisch charakterisieren, aber ein präziser Einblick in ihre Gesamtstruktur und die Funktionen der einzelnen PAPs fehlte“, erläutert Prof. Dr. Thomas Pfannschmidt, Professor am Institut für Botanik der Leibniz Universität Hannover, der die Ergebnisse gemeinsam mit seinem Team sowie Forschenden des Max-Planck-Instituts für Multidisziplinäre Naturwissenschaften erzielte.  

Quelle: Uni Hannover

Pflanzen lassen sich mit speziell hergestellten Molekülen auf Basis von RNA oder DNA sicher vor Viren schützen. Das zeigt ein Team der Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg (MLU) in einer neuen Studie im International Journal of Molecular Sciences am Beispiel eines gängigen Virus. Mit den speziell hergestellten Wirkstoffen konnten die Forschenden den Virenbefall in bis zu 90 Prozent der Fälle abwehren. Außerdem entwickelten sie eine Methode, um genau auf das Virus abgestimmte Substanzen finden zu können. Dieses Verfahren hat das Team nun patentieren lassen.

Quelle: MLU

Wenn ein Baum von vielen gleichartigen Individuen umgeben ist, steigt seine Mortalität an, was wahrscheinlich durch spezialisierte Krankheitserreger oder Pflanzenfresser verursacht wird. Dieser Effekt tritt in Wäldern auf der ganzen Welt auf, ist aber bei seltenen tropischen Baumarten ausgeprägter, was zu der erstaunlichen Baumartenvielfalt tropischer Wälder beitragen könnte. Dies fand ein Team von 52 Wissenschaftler*innen unter der Leitung von Lisa Hülsmann, Professorin für Ökosystemanalyse und -simulation an der Universität Bayreuth, und Florian Hartig, Professor für Theoretische Ökologie an der Universität Regensburg, heraus. Ihre Ergebnisse wurden nun in der Zeitschrift Nature veröffentlicht.

Quelle: Uni Bayreuth

Das neue Jahresgutachten der Expertenkommission Forschung und Innovation (EFI) wurde heute an Bundeskanzler Olaf Scholz übergeben. Darin wird der Einsatz von Präzisionstechnologien und Gentechnik für mehr Nachhaltigkeit befürwortet. Denn die Landwirtschaft steht vor großen Herausforderungen: das globale Bevölkerungswachstum, die Anpassung an den Klimawandel, der Rückgang landwirtschaftlicher Flächen sowie Biodiversitätsverlust und Grundwasserbelastung, die durch die Landwirtschaft selbst verursacht werden. Professor Till Requate von der Universität Kiel und Mitglied der Expertenkommission stellt klar: „Die Landwirtschaft muss in Zukunft größere Mengen an Nahrungsmitteln mit weniger umweltbelastenden Betriebsmitteln wie Pflanzenschutz- und Düngemitteln produzieren. Und das bei gleichzeitig schrumpfenden Flächen und sich verändernden Klimabedingungen. Im neuen EFI-Gutachten zeigen wir, dass der Einsatz von Präzisionstechnologien und Smartfarming sowie Produkte der Grünen Gentechnik helfen können, mit diesen vielfältigen Herausforderungen umzugehen und damit die Transformation der Landwirtschaft voranzubringen.“

Quelle: EFI

Die Bayreuther Pflanzenökologen Prof. Dr. Steven Higgins und Dr. Timo Conradi plädieren dafür, die kommenden klimatischen Veränderungen aus der Sicht von Pflanzen zu interpretieren, um die Risiken des Klimawandels für Ökosysteme besser abschätzen zu können. Wenn Informationen über die physiologischen Reaktionen von Pflanzenarten auf veränderte Temperaturen, Bodenwassergehalte und atmosphärische CO₂-Konzentrationen berücksichtigt werden, sind die Konsequenzen des Klimawandels für Ökosysteme besser vorhersagbar. Dies berichten sie in einem aktuellen Beitrag in der Fachzeitschrift Nature Ecology & Evolution.

Quelle: Uni Bayreuth

Eine Studie des Peatland Science Centre (PSC) der Hochschule Weihenstephan-Triesdorf (HSWT) zu Auswirkungen der Wiedervernässung und Klimaerwärmung auf Intensivgrünland sowie extensives Seggengrünland unterstreicht die Notwendigkeit für entschlossene Anpassungsmaßnahmen. Das PSCuntersuchte in einer Feldstudie auf landwirtschaftlich genutztem Grünland auf organischen Böden die Auswirkungen der Wiedervernässung und der prognostizierten Klimaerwärmung auf Intensivgrünland und auf extensiv bewirtschaftetes Seggengrünland. Die Versuchsvarianten für die beiden Grünlandtypen waren entwässerte bzw. wiedervernässte Bedingungen, Umgebungsbedingungen bzw. Erwärmung sowie eine Kombination von Wiedervernässung und Erwärmung. Gemessen wurde der Netto-Ökosystemaustausch von CO₂, Methan und Lachgas sowie die Biomasse-Erträge. Die Ergebnisse des ersten Jahres der Treibhausgasmessungen nach der Verpflanzung erwachsener Carex-Bodenmonolithen, einschließlich des kontrollierten Anstiegs von Wasserstand und Temperatur hat das Team in der Fachzeitschrift Biogeochemistry veröffentlicht. Bei allen Varianten wurden höhere Lachgasemissionen als erwartet festgestellt. Dies war vor allem für die wiedervernässten Intensivwiesen und die Carex-Varianten unerwartet, aber größtenteils darauf zurückzuführen, dass der Beginn der Wiederbefeuchtung mit Frost-Tau-Zyklen zusammenfiel. Dies hat jedoch keinen Einfluss auf die Gesamtergebnisse zu den Minderungs- und Anpassungstrends. Es stellte sich heraus, dass wärmere Bedingungen die gesamten Treibhausgasemissionen des entwässerten Intensivgrünlands um nahezu 40 Prozent auf rd. 67 Tonnen CO₂-Äquivqlent pro Hektar und Jahr erhöhten. Die Umstellung der Grünlandbewirtschaftung auf die Seggen-Paludikultur führte zu der größten Treibhausgasreduzierung. Überraschenderweise stellte sich heraus, dass diese starke Senke auch unter den simulierten warmen Bedingungen aufrechterhalten werden. Das Emissionsreduktionspotenzial für die Seggen-Paludikultur betrug minus 80 Tonnen CO₂-Äquivalent pro Hektar und Jahr.

Quelle: HSWT beim idw

Auf mehr als 32 Milliarden US-Dollar summierten sich zwischen 1975 und 2020 die bekannten Gesamtkosten invasiver Wasserpflanzen für die Weltwirtschaft. Das hat ein Team unter Leitung des Leibniz-Instituts für Gewässerökologie und Binnenfischerei (IGB) und des Institute for Global Food Security der irischen Queen's University Belfast errechnet. Dabei waren die Kosten für invasive Pflanzen in Süßgewässern mit 65 Prozent wesentlich höher als in Brackwasser oder marinen Ökosystemen. Die Forschenden identifizierten auch die Regionen und Sektoren, die am stärksten von den Kosten betroffen waren, und listeten im Fachmagazin Science of The Total Environment die zehn kostenintensivsten Wasserpflanzen auf.

Quelle: IGB

Wissenschaftskommunikation in der Biologie steht vor spezifischen Herausforderungen. Dazu gehören die Geschwindigkeit des biowissenschaftlichen Erkenntnisgewinns sowie Erwartungen und Diversität der Zielgruppen. Der Verband Biowissenschaften, Biologe und Biomedizin in Deutschland (VBIO e. V.) hat in diesem Kontext ein Positionspapier vorgelegt, das die Besonderheiten skizziert und Empfehlungen an Forschungsfördernde, Hochschulen, Akademien sowie Wissenschafts- und Bildungspolitik formuliert. Zentrale Forderungen betreffen die stärkere Professionalisierung von Wissenschaftler/-innen sowie grundlegende biologisch-fachliche Qualifikationen von Vermittler/-innen aus dem Kommunikationsbereich. Das Positionspapier formuliert konkrete Forderungen, darunter:

• Schaffung von organisationsinternen Freiräumen und die dafür erforderliche finanzielle Unterstützung sowohl für institutionelle Strukturen als auch für individuelle Projekte zur Wissenschaftskommunikation von Forschenden, zusätzliche Stellen für Kommunikationsexpert/-innen mit soliden biologischen Kenntnissen,
• Berücksichtigung von Leistungen in der Wissenschaftskommunikation auch im Rahmen von Berufungs- und Evaluationsverfahren,
• erleichterte Durchlässigkeit zwischen Studiengängen aus Biowissenschaften, Kommunikationswissenschaften sowie Lehramtsstudiengängen zwecks Schaffung von professionellen Ausbildungsgängen für Vermittler/-innen zwischen Wissenschaft und gesellschaftlichen Zielgruppen.

Zugleich wendet sich das Positionspapier zur Wissenschaftskommunikation auch an die biowissenschaftliche Community selbst.

Quelle: VBIO

Die Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät der Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf (HHU) verlieh am 23. Februar 2024 die Ehrendoktorwürde an Prof. Dr. Dr. h.c. Chris-Carolin Schön, Lehrstuhlinhaberin für Pflanzenzüchtung an der Technischen Universität München. Die Fakultät ehrt die Pflanzengenetikerin für ihre vielfältige, intensive Zusammenarbeit mit den Düsseldorfer Pflanzenwissenschaften.

Quelle: HHU