Wochenchronik: Pflanzenforschung und Botanik KW #42 (2024)

Das entscheidende Protein für die Steuerung der Biosynthese von steroidalen Glykoalkaloiden und Saponinen in Pflanzen der Gattung Solanum präsentieren Forschende des Jenaer Max-Planck-Instituts für chemische Ökologie in der Fachzeitschrift Science. Demnach ist GAME15 ein entscheidendes Protein, das die Biosynthese sowohl von steroidalen Glykoalkaloiden als auch Saponinen aus einer Cholesterinvorstufe in Nachtschattengewächsen reguliert (etwa bei Kartoffeln, Tomaten oder Auberginen). Pflanzen des Schwarzen Nachtschattens Solanum nigrum (Schwarzer Nachtschatten), die das Protein und damit die Steroidsaponine nicht mehr produzieren konnten, waren anfälliger für Schädlingsbefall an den Blättern durch Insekten wie Kleinzikaden und Kartoffelkäfer. Diese Ergebnisse eröffnen neue Perspektiven für die Gewinnung hochwertiger Steroidmoleküle für medizinische Anwendungen und könnten gezielte Strategien zur Bekämpfung landwirtschaftlicher Schädlinge unterstützen.

Quelle: MPI für chemische Ökologie

Winzige Kieselalgen im Ozean sind Meister darin, Kohlendioxid (CO₂) aus der Umwelt zu binden. Sie speichern bis zu 20 Prozent des CO₂ auf der Erde. Ein Team der Universität Basel hat nun in genau diesen Algen eine Proteinhülle entdeckt, die für eine effiziente CO₂-Fixierung sorgen. Diese Anfang Oktober im Fachmagazin Cell in zwei Publikationen vorgestellten Ergebnisse (https://doi.org/10.1016/j.cell.2024.09.013 und https://doi.org/10.1016/j.cell.2024.09.025) dieser Entdeckung kann neue Ideen für biotechnische Ansätze liefern, um so das CO₂ in der Atmosphäre zu reduzieren.

Quelle: Uni Basel

110 Jahre nachdem Franz Vollmann von der Bayerischen Botanischen Gesellschaft mit seiner „Flora von Bayern 1914“ die letzte Übersicht zur Pflanzenwelt Bayerns veröffentlicht hat, erscheint nun eine neue, umfassende „Flora von Bayern“. Dem vierbändigen Mammutwerk geht eine mehr als 50 Jahre andauernde intensive floristische Erfassung, Kartierung und Dokumentation der Pflanzenwelt in ganz Bayern voraus. Mehr als 200 ehrenamtliche Citizen Scientists haben an dem Projekt mitgearbeitet. Koordiniert wurde das Projekt an der Botanischen Staatssammlung München (BSM) im Verbund der Staatlichen Naturwissenschaftlichen Sammlungen Bayerns (SNSB). Einer der Autoren, PD Dr. Andreas Fleischmann, wurde 2015 mit unserem Eduard-Strasburger-Preis für Forschende im frühen Karrierestadium ausgezeichnet. Die festliche Vorstellung des 2.880 Seiten umfassenden Buches findet im Rahmen eines „Tages der Bayernflora“ am Samstag den 26. Oktober 2024 im Großen Hörsaal der Botanischen Staatssammlung München statt.

Quelle: SNSB

Eine innovative Methode zur Messung von Lumineszenzlöschung haben Forschende des Max-Planck-Instituts für Marine Mikrobiologie, des Leibniz-Instituts für Ostseeforschung und der Universität Kopenhagen entwickelt. Die einfach anzuwendende und im Fachmagazin ACS Sensors vorgestellte Technik nutzt marktübliche, kostengünstige Instrumente und ermöglicht so umfassende Untersuchungen der chemischen Prozesse in ökologischen und biologischen Systemen. So lässt sich beispielsweise die Sauerstoffdynamik mit wesentlich höherer zeitlicher und räumlicher Genauigkeit als bisher erfassen.

Quelle: MPI für Marine Mikrobiologie

Kichererbsen erweisen sich als trockenresistente Hülsenfruchtpflanzen mit hohem Proteingehalt. Das ist wichtig zu wissen, da sich der Klimawandel negativ auf die Ernährungssicherheit auswirkt. Ein internationales Forschungsteam unter der Leitung von Wolfram Weckwerth von der Universität Wien hat nun die natürliche Variation verschiedener Kichererbsen-Genotypen und ihrer Widerstandsfähigkeit gegenüber Trockenstress analysiert. Dabei konnten die Wissenschafter*innen zeigen, dass Kichererbsen eine trockenresistente Hülsenfruchtpflanze mit hohem Proteingehalt sind, die Getreideanbausysteme auch im urbanen Raum ergänzen können. Die Studie ist im Fachmagazin The Plant Biotechnology erschienen.

Quelle: Uni Wien

Ohne Algen wäre unsere Luft verdammt dünn. Sie wandeln Kohlendioxid mithilfe von Licht in Biomasse um und bilden dabei Sauerstoff. Die Vielfalt der Algen ist riesig, ihre Fähigkeiten ebenso: Sie beeinflussen unser Klima positiv, reinigen Abwässer und bilden wirtschaftlich nutzbare Wertstoffe. Von Sushi über Kosmetik- und Pharmawirkstoffe bis hin zu Algenschuhen und Verpackungen - Algen gehören zum aufstrebenden Multitalent für die blaue Bioökonomie. Auf dem 3. Mitteldeutschen Algenstammtisch am 24. und 25. Oktober 2024 an der Hochschule Anhalt sind Unternehmerinnen und Unternehmer eingeladen, das Potenzial der Alleskönner zu entdecken.

Quelle: Hochschule Anhalt

Pflanzen haben einen ausgeklügelten Mechanismus, um die Produktion neuer Proteine zu überwachen. Der "U1 snRNP"-Komplex sorgt dafür, dass die Baupläne für Proteine vollständig hergestellt werden. Das ist wichtig, weil Zellen dazu neigen, den Prozess zu früh abzubrechen. Diese Qualitätskontrolle kannte man bisher nur aus tierischen Zellen als sogenanntes Telescripting. Ein Forschungsteam  konnte nun erstmals einen ähnlichen Prozess in Pflanzen zeigen. Dazu erzeugte das Team im Labor künstlich Pflanzen mit wenigen U1 snRNP-Molekülen. "Wir konnten die Konzentration auf etwa zehn Prozent des Normalen senken. Darunter waren die Pflanzen nicht mehr lebensfähig", erklärt der Pflanzengenetiker Prof. Dr. Sascha Laubinger der Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg (MLU). Die Ergebnisse veranschaulichen, wie die Genaktivität in Pflanzen gesteuert werden kann. "Von menschlichen Zellen weiß man, dass Telescripting bei Hitzestress die Genaktivität in Zellen verändert", sagt Laubinger. Wenn sich etwas Ähnliches bei Pflanzen finden lasse, könnte dies zum Beispiel ein Ansatz sein, sie widerstandsfähiger gegen die Folgen des Klimawandels zu machen. Die heute der Öffentlichkeit vorgestellte Studie erschien im September im Journal Nature Plants.

Quelle: MLU

Niederschlag, Temperatur und Beweidung haben den größten Einfluss darauf, ob in Trockengebieten eher holzige oder krautige Arten wachsen. Das zeigt eine große weltweite Studie, an der auch Potsdamer Forschende beteiligt sind. Ihre Untersuchungen von 92 Standorten in 25 Ländern auf sechs Kontinenten ergab, dass Trockengebiete überall auf der Welt unter bestimmten klimatischen Bedingungen und Beweidung mit einigen Nutztierarten tendenziell „verholzen“. Dies könne dazu führen, dass die Trockengebiete Teile ihrer wichtigen ökologischen Funktionen verlieren. Die Forschungsergebnisse sind nun im Journal Science Advances erschienen.

Quelle: Uni Potsdam

Kleine zelluläre Flüssigkeitströpfchen, sogenannte biomolekulare Kondensate, können Membranen ohne spezialisierte Schneideproteine überwinden, die bislang dafür verantwortlich gemacht wurden, Membranen zu überwinden. Dieser neuentschlüsselte Prozess ist essenziell für das Überleben von Pflanzen, wie ein Team um Professor Dr. Roland Knorr am Zentrum für Biochemie der Universität zu Köln zusammen mit internationalen Kolleg*innen (u.a. der Technischen Universität Bergakademie Freiberg) im Fachmagazin Nature zeigt. Um dies nachzuweisen, untersuchte das Team das Benetzungsverhalten eines spezifischen Kondensates aus dem Protein FREE1, dass für das Überleben von Arabidopsis thaliana unabdingbar ist. Mit Hilfe einer Kombination aus umfangreichen Laborexperimenten, einem mathematischen Modell und Computersimulationen konnten die Forscher*innen zeigen, dass Kondensate große Kapillarkräfte auf Membranen ausüben können.

Quelle: Uni Köln

Das Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft (BMEL) fördert Forschungsvorhaben zu Pflanzenschutzverfahren im Acker- und Gemüsebau mit konservierender und erosionsmindernder Bodenbearbeitung sowie in Dauerkulturen. Projektskizzen können ab sofort bis zum 03. Februar 2025 bei der Bundesanstalt für Landwirtschaft und Ernährung (BLE) eingereicht werden. Die Forschungsprojekte müssen einen nachweisbaren Beitrag zur Entwicklung alternativer, zuverlässig wirksamer und möglichst nachhaltiger Pflanzenschutzverfahren für den Anbau unter konservierender und erosions-mindernder Bodenbearbeitung leisten. Ebenso sollen Verfahren erarbeitet werden, die mit weniger oder ohne den Einsatz von chemischen Pflanzenschutzmitteln in pfluglosen Systemen auskommen. Interessenten können ihre Projektskizzen in Abhängigkeit der inhaltlichen Ausrichtung bis zum 03. Februar 2025, 23:59 Uhr, bei der BLE in der Ackerbaustrategie (Modul A) oder im Programm zur Innovationsförderung (Modul B) einreichen.

Quelle: BMEL