Forschende haben Informationen zusammengetragen, die politischen Entscheidungsträgern helfen sollen, die einzelnen Optionen für eine neue EU-weite Regulierung von Züchtungstechnologien besser zu verstehen. Damit soll der Erfolg von Lebensmittelproduzenten in der EU auf dem Weltmarkt gesichert werden. Prof. Dr. Kai Purnhagen, Professor für Lebensmittelrecht an der Universität Bayreuth, und sein Team raten dazu, sich auf Pflanzeneigenschaften mit Nachhaltigkeitsvorteilen zu konzentrieren. Dies sei „am besten geeignet, um einen Beitrag zum Klimaschutz und zum Übergang zur Klimaneutralität zu leisten und Nachhaltigkeit umgehend in alle lebensmittelrelevanten Politikbereiche zu integrieren“, sagt Purnhagen. Die Ergebnisse haben sie in der Fachzeitschrift Nature Plants veröffentlicht. Sie sollen in die aktuelle Diskussion um einen Gesetzentwurf der EU-Kommission einfließen.

Quelle: Uni Bayreuth

Die computergestützte Analyse von Metaboliten-Profilen in Kohlgemüsearten sollen in einem Projekt ermittelt werden, das das Leibniz-Institut für Gemüse- und Zierpflanzenbau (IGZ) und das Leibniz-Institut für Lebensmittel-Systembiologie an der Technischen Universität München (LSB) nun bewilligt bekommen haben. Als Datengrundlage dienen Metaboliten-Profile von 317 Sorten Kohlgemüse: Kohlrabi, Weißkohl, Rotkohl, Wirsing, Blumenkohl, chinesischer Brokkoli, Grünkohl. Die Profile stammen aus einem Feldversuch am IGZ im Sommer 2023. Die Ergebnisse werden als interaktive Webanwendung innerhalb der Food Systems Biology Database zur Verfügung gestellt. Mit dem von der Leibniz-Gemeinschaft geförderten Projekt wird der Grundstein für eine vertiefte gemeinsame Zusammenarbeit von IGZ und LSB für die computergestützte Analyse von Multi-omics-Datensätzen und die Anwendung der komplementären analytischen Plattformen der beiden Institute gelegt. Das Leibniz Forschungsnetzwerk “Wirkstoffe” unterstützt Kooperationen zwischen Leibniz-Instituten im Rahmen von “Seed Money”-Projekten mit bis zu 10.000 €.

Quelle: IGZ

Ein internationales Team hat die morphologische Vielfalt fossiler Blüten analysiert und mit der Vielfalt lebender Arten verglichen. Das spannende Ergebnis: Blühende Pflanzen hatten bereits kurz nach ihrer Entstehung in der Kreidezeit eine große Anzahl verschiedener Blütentypen hervorgebracht und diese früheste Blütenvielfalt war größer als die heutige. Die Studie hat das Team um Botaniker*innen der Universität Wien soeben in der Fachzeitschrift New Phytologist veröffentlicht.

Quelle: Uni Wien

Die Verfügbarkeit von Eisen als essentieller Mikronährstoff für Pflanzen ist stark vom pH-Wert des Bodens abhängig. Leiden Pflanzen unter Eisenmangel, so setzten bestimmte Pflanzen Cumarine frei. Welche Art dieser kleinen sekundären Metaboliten hauptsächlich freigesetzt wird, hängt vom jeweiligen pH-Wert des Bodens ab. Ein Forschungsteam unter Führung des IPK Leibniz-Instituts hat am Beispiel der Modellpflanze Arabidopsis thaliana gezeigt, wie unterschiedliche Cumarine genutzt werden, um die Eisen-Aufnahme unter sauren und unter alkalischen Bedingungen zu maximieren und darüber in der Fachzeitschrift The Plant Cell berichtet.

Quelle. IPK (pdf-Datei)

Rund 80 Fachleute aus Wissenschaft und Politik kamen Mitte November in der Berliner Vertretung der Europäischen Kommission bei einem Parlamentarischen Abend zusammen. In der Veranstaltung sollten sie der Regierungsfraktionen den wissenschaftlichen Standpunkt zum EU-Regulierungsvorschlag für Neue Züchtungstechniken zu erläutern. „Es wäre ein falsches Signal an Wissenschaft und Forschung, sollte die Entscheidung über eine Neuregulierung des Gentechnikrechts weiter aufgeschoben werden", sagte DFG-Präsidentin Katja Becker, wie das Portal Bioökonomie von der Veranstaltung mit dem Titel „Neue Züchtungstechniken als Beitrag zur Bewältigung multipler Krisen des 21. Jahrhunderts“ berichtet. Patentrechtliche Fragen sollten auf Vorschlag der DFG vom EU-Vorschlag zum Gentechnikrecht entkoppelt werden. „Der Wissenschaft rennt die Zeit davon" mahnte der Passauer Rechtswissenschaftler Hans-Georg Dederer, denn bis eine neue Regelung tatsächlich anwendbar wäre, würden viele Monate verstreichen. Eine "riesige Chance, Pflanzen effizient, zielgerichtet und sicher zu züchten," sieht die Bundesforschungsministerin Bettina Stark-Watzinger in den neuen Züchtungstechniken.

Quelle: Bioökonomie.de

Der Forstbotanische Garten der TU Dresden in Tharandt feiert in diesem Jahr ein besonderes Jubiläum: Vor 20 Jahren, im Frühjahr 2003 wurde auf einem 15 Hektar großen Gelände das Quartier der nordamerikanischen Wälder angelegt. Seitdem wurden an 13.000 Pflanzplätzen rund 40.000 Pflanzen, Bäume und Sträucher, ausgebracht. Um bestmögliche Forschungsbedingungen zu schaffen, wurden von allen bisher vertretenen 500 Arten der nordamerikanischen Gehölzflora zahlreiche Individuen ausgebracht, die teils aus unterschiedlichen Regionen ihres Verbreitungsgebiets gesammelt wurden. Im ForstPark mit seinen 42 Quartieren sind die unterschiedlichen Waldtypen Nordamerikas nachgebildet: die Nadelwälder des Westens finden sich ebenso wie die Laubwälder des Ostens. In den jeweiligen Waldtypen sind die Baum- und Straucharten gemäß ihrem Vorkommen am Naturstandort in artenreichen Mischbeständen arrangiert. Ziel des Projektes war und ist es, das Wachstum und die Entwicklung der nordamerikanischen Gehölzarten unter hiesigen klimatischen und standörtlichen Gegebenheiten zu erfassen und mit Blick auf die verschiedenen Nutzungsmöglichkeiten zu bewerten. Dabei geht es nicht nur um eine forstwirtschaftliche Nutzung zur Holzproduktion, sondern auch um den Einsatz als Stadt- und Straßengrün, in der Gartengestaltung, des Zierpflanzen- und selbst des Obstbaus.

Quelle: TU Dresden

Pflanzen, bei denen ein Ionenkanal der Vakuole hyperaktiv ist, sind extrem gestresst und wachsen schlecht. Doch die Ackerbohne macht da eine Ausnahme, wie ein Würzburger Forschungsteam um Irene Marten nun im Fachmagazin eLife schildert. Sie untersuchten, ob es pflanzenartspezifische Variationen im TPC1-Gen gibt und wie sich diese Änderungen auf die Arbeitsweise des Kanals und damit auf die elektrische Erregbarkeit der Vakuole auswirken. In Patch-Clamp-Untersuchungen belegte Dr. Jinping Lu, die Erstautorin der eLife-Studie, dass bei der Ackerbohne der TPC1-Kanal sehr viel aktiver und damit stärker geöffnet ist als bei der Ackerschmalwand. Die Hyperaktivität des Ackerbohnen-Kanals löst bei den Vakuolen eine elektrische Hypererregbarkeit aus. Obwohl der Ackerbohnen-TPC1-Kanal länger geöffnet ist, sind die Ackerbohnen nicht gestresst und wachsen normal.

Quelle: Uni Würzburg

Die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) begrüßt die am 15. November erfolgte Verabschiedung des „Nationalen Aktionsplans für den Europäischen Forschungsraum“ durch die Bundesregierung. Der Aktionsplan, der federführend vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) erarbeitet wurde, definiert Leitlinien und Handlungsfelder, die darlegen, wie Deutschland zu den im „Pakt für Forschung und Innovation in Europa“ formulierten gemeinsamen europäischen Zielen bis 2027 beitragen will. Darüber hinaus sieht er die Einrichtung eines „Deutschen Forums für europäische Forschungs- und Innovationspolitik“ (Forum.EU) zur Förderung der Kohärenz zwischen regionaler, nationaler und europäischer Forschungspolitik vor.

Quelle: DFG

Ein Forschungsteam hat ein Gen entschlüsselt, das den Stressabbau in Pflanzen steuert. Umwelteinflüsse können Stress auslösen, wodurch ihr Wachstum und ihre Vermehrungsfähigkeit eingeschränkt werden. Das Forschungsteam hat nun die entscheidende Funktion des Gens GAS2 in der Modelpflanze Arabidopsis entschlüsselt: Das Gen steuert einen speziellen Signalweg, über den das Stresshormon Abscisinsäure abgebaut wird. Dieser Signalweg ermöglicht die Samenkeimung und auch die Überlebensfähigkeit beispielsweise bei Trockenstress. Wichtig sind diese neuen, im Magazin Nature Communications von Pflanzenbiolog*innen der Technischen Universität Braunschweig und des Julius Kühn-Instituts Braunschweig veröffentlichten Erkenntnisse etwa in der Landwirtschaft und Pflanzenzucht.

Quelle: TU Braunschweig

Weil Wälder große Mengen Kohlenstoffdioxid (CO₂) speichern, gelten sie als ein wichtiger Baustein im Kampf gegen den Klimawandel. Die Vereinten Nationen (UN) haben daher 2021 beschlossen, die globale Entwaldung bis zum Jahr 2030 zu stoppen. Wie dieses Vorhaben vorankommt, soll auf der bald stattfindenden Klimawandelkonferenz der Vereinten Nationen in Dubai (30. Nov. - 12. Dez. 2023) besprochen werden.
„Diese Diskussion beruht jedoch teilweise auf falschen Annahmen und unterschätzt die Risiken, vor denen unsere Wälder stehen“, sagt der Waldbau-Experte Prof. Dr. Jürgen Bauhus. Zusammen mit dem Forstökonomen Prof. Dr. Marc Hanewinkel und der Bodenökologin Prof. Dr. Friederike Lang erforscht er an der Fakultät für Umwelt und Natürliche Ressourcen der Universität Freiburg, wie die Wälder der Zukunft ihre wichtigen Funktionen für Mensch und Natur weiterhin erfüllen können. Die UN würden die Rolle von Wäldern im Klimaschutz viel zu optimistisch sehen, so die drei Forschenden.

Quelle: Uni Freiburg

Ein Forschungsteam hat in einer Studie nachweisen, dass in artenreicheren Umgebungen pflanzliche Biomasse entsteht, die sich nach dem Absterben im Boden langsamer zersetzt. Das hat zur Folge, dass mehr Kohlenstoff im Boden gespeichert wird. In trockenen und heißen Klimazonen ist dieses Phänomen besonders ausgeprägt. Die im Oktober im Fachjournal Nature Communications veröffentlichte Studie basiert auf Daten aus 84 Grasländern auf insgesamt sechs Kontinenten. Studienleiterin Marie Spohn von der Schwedischen Universität für Agrarwissenschaften und 29 weitere Forschende aus der ganzen Welt haben mit ihrer Untersuchung das Verständnis dafür erheblich erweitert, wie die Kohlenstoffspeicherung in Grasländern funktioniert und mit der biologischen Vielfalt und dem Klima zusammenhängt. Professorin Sylvia Haider von der Leuphana Universität Lüneburg hat für die Studie eine Fläche in Bad Lauchstädt, südlich von Halle, untersucht.

Quelle: Leuphana Universität Lüneburg

Im kommenden kostenfreien, englischsprachigen Online-Seminar der International Union of Biological Sciences (IUBS) in Zusammenarbeit mit dem Verband Biologie, Biowissenschaften und Biomedizin in Deutschland (VBIO) wird Prof. Christine H. Foyer von der University of Birmingham, UK, über die Konsequenzen des Klimawandels sprechen am Donnerstag, den 23. November 2023 von 15.00 – 17.00 Uhr. Prof. Foyer arbeitet als eine der erfolgreichsten Pflanzenphysiologinnen weltweit seit vielen Jahren an Umweltstressanpassungen von Pflanzen und Photosynthese.

Quelle und Anmeldung: IUBS

Im Interview erklärt die Initiatorin der internationalen Studie die Hintergründe der alarmierenden Zahlen zum Artensterben in Europa. Die vergangenen Mittwoch veröffentlichte Studie im Fachjournal PLoS ONE, initiiert von TU-Berlin-Alumna Dr. Melanie Bilz während ihrer wissenschaftlichen Tätigkeit am Institut für Landschaftsplanung, analysierte 14.669 Rote-Liste-Arten in Europa. Die alarmierenden Trends sind besorgniserregend: Ein Fünftel der Tiere und Pflanzen in Europa ist bedroht, wobei das Aussterberisiko für Pflanzen (27 %) und Wirbellose (24 %) höher ist als für Wirbeltiere (18 %). Lebensraumverlust durch Landwirtschaft, Bebauung und Umweltverschmutzung erweisen sich als Hauptursachen für den bedrohlichen Rückgang der biologischen Vielfalt in der Region.

Quelle: TU Berlin

Die Wiederherstellung natürlicher Wälder könnte rund 226 Gigatonnen (Gt) Kohlenstoff binden – allerdings nur dann, wenn die Menschheit auch ihre Treibhausgasemissionen stark reduziert. Zudem braucht es gemeinsame Anstrengungen zum Erhalt und zur Wiederherstellung der biologischen Vielfalt. Das ist das Ergebnis einer neuen Studie von Hunderten von Wissenschaftler*innen aus der ganzen Welt, darunter Forschende der Eidgenössischen Technischen Hochschule Zürich (ETH Zürich), die heute in der Fachzeitschrift Nature veröffentlicht wurde. Die Studie unterstreicht die entscheidende Bedeutung der Erhaltung, Wiederherstellung und nachhaltigen Bewirtschaftung von Wäldern für das Erreichen der internationalen Klima-​ und Biodiversitätsziele. Die Forschenden betonen, dass dieses Potenzial durch Anreize für gemeinschaftliche Anstrengungen zur Förderung der Biodiversität erreicht werden kann.

Quelle: ETH Zürich

Kürzlich hat die EU-Kommission einen Vorschlag zur „zukünftigen Regulierung der Nutzung von Pflanzen, die mithilfe neuer gentechnischer Verfahren (NGT) erstellt wurden“ vorgelegt. Dieser wägt klug ab zwischen wissenschaftlichem Kenntnisstand, neuesten Entwicklungen in der Pflanzenzüchtung sowie den Interessen des ökologischen Landbaus. Über 400 Wissenschaftlerinnen und WIssenschaftler in Deutschland haben auf Initiative des Verbandes Biologie, Biowissenschaften und Biomedizin (VBIO e. V.) und des Wissenschaftskreises Gentechnik und Genomik (WGG) in einem offenen Brief an die drei zuständigen Bundesminister*innen, für Ernährung und Landwirtschaft, Cem Özdemir, für Umwelt, Naturschutz, nukleare Sicherheit und Verbraucherschutz, Steffi Lemke, und für Bildung und Forschung, Bettina Stark-Watzinger, appelliert, sich für die von der EU-Kommission vorgeschlagenen Regelungen einzusetzen.

Quelle: WGG

Der Bewilligungsausschuss der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) stimmte für die Verlängerung von zwei auch auf Pflanzenwissenschaft ausgerichtete, bereits bestehende Graduiertenkollegs (GRK) für je eine weitere Förderperiode.
Der seit 2019 bestehende GRK2498 an der Universität Halle-Wittenberg (MLU) mit Sprecher Professor Dr. Ingo Heilmann trägt den Titel "Kommunikation und Dynamik pflanzlicher Zellkompartimente" und analysiert Dynamik und Kommunikation pflanzlicher Zellkompartimente, wie Plastiden oder Zellkerne, die die Eigenschaften einer Pflanzenzelle maßgeblich beeinflussen. Der GRK wird in Kooperation mit dem Leibniz-Institut für Pflanzenbiochemie (IPB) betrieben, meldet die MLU.
Der GRK2526 an der Universität Mainz und dem Titel "GenEvo – Die Rolle von Genregulation für die Evolution: von molekularen zu erweiterten Phänotypen" erweitert das Spektrum der untersuchten Modellorganismen – vom Menschen über Eidechsen bis zu Ameisen – nun auch auf Pflanzen. Der GRK mit Sprecherin Professorin Dr. Susanne Foitzik fokussiert auf zwei Kernfragen, welche Rolle die Genregulation bei evolutiven Anpassungen spielt und wie sich die komplexen genregulatorischen Systeme entwickelt haben, berichtet die Uni Mainz.
Von den zwölf erstmals geförderten, neuen Graduiertenkollegs ist keiner ausschließlich in den Pflanzenwissenschaften angesiedelt.

Quelle: DFG

Eine Fotoausstellung anlässlich des zehnjährigen Jubiläums des Exzellenzcluster für Pflanzenwissenschaften CEPLAS stellt die zehn Jahre Pflanzenforschung an der Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf (HHU) vor. Die Ausstellung wird vom 21. November 2023 bis zum 21. Januar 2024 im Foyer der Universitäts- und Landesbibliothek Düsseldorf (ULB) zu sehen sein und ist eintrittsfrei.

Quelle: HHU beim idw

Welternährung, Umwelt und Nachhaltigkeit: Zum wissenschaftlichen Austausch über diese Themen treffen sich am 17. und 18. November 2023 rund 300 Studierende aus ganz Europa. Die Euroleague for Life Sciences (ELLS) lädt Studierende ihrer Mitglieds- und Partneruniversitäten zur Teilnahme an der Scientific Student Conference (SSC) ein. Sie steht unter dem Motto The Power of Science – Many Perspectives on our World und findet an der Universität Hohenheim in Stuttgart statt. Ein Highlight in diesem Jahr: Ein öffentlicher Science Talk Am 17.11.2023 um 10:00 Uhr über über Zielkonflikte beim Thema Ernährungssicherung und Artenschutz mit dem Titel Food production in times of mass extinction – starving for biodiversity?, zu der die Öffentlichkeit herzlich eingeladen ist. Auch ein Livestream der Veranstaltung ist verfügbar. ELLS ist ein Netzwerk führender Universitäten in den Lebenswissenschaften. Es besteht aus insgesamt zwölf Universitäten, davon zwei außereuropäische Partner.

Quelle: Uni Hohenheim

Ob ein bestimmter, zur Kohlenstofffixierung konkurrierender Stoffwechselweg bei der Photosynthese eine Schutzfunktion für die Pflanzen hat, hat nun ein deutsch-amerikanisches Forschungsteam unter Leitung der Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf (HHU) in Zusammenarbeit mit dem Max-Planck-Institut für Molekulare Pflanzenphysiologie (MPI-MP) untersucht. Im Laufe des Tages schwankt die Lichtintensität stark und daher fluktuiert die Menge an verfügbarer chemischer Energie in Form von ATP und NAD(P)H. Gefährlich wird es für die Pflanze, wenn sie plötzlichem Starklicht ausgesetzt ist: Da nur begrenzte Mengen der Vorläufermoleküle für ATP und NAD(P)H vorliegen, kann dann nur ein Teil der absorbierten Licht- in chemische Energie umgewandelt werden. Überschüssige Lichtenergie verursacht an Proteinen sogenannte photooxidative Schäden. Das Forschungsteam um Prof. Dr. Ute Armbruster vom HHU-Institut für Molekulare Photosynthese untersuchte daher, ob die Photorespiration Pflanzen bei stark wechselnden Lichtbedingungen vor photooxidativen Schädigungen schützt. Erstautorin der im Fachjournal Nature Communications Dr. Thekla von Bismarck resümiert: „Photorespiration scheint keine wesentliche Rolle zum Schutz der Pflanzen bei Starklichtphasen von fluktuierenden Lichtverhältnissen einzunehmen. Pflanzen ohne voll funktionsfähige Photorespiration wachsen eher besser unter fluktuierenden als unter konstanten Lichtbedingungen.“ Die Ergebnisse sind zur Verbesserung vom Ernteertrag durch synthetische Umgehungen der Photorespiration interessant. Die Aktivierung eines pflanzeneigenen alternativen Stoffwechselwegs im Chloroplasten könnte dazu genutzt werden, um bei der Photorespiration freiwerdendes CO₂ in der Nähe von Rubisco freizusetzen und somit Photosynthese unter dynamischen Lichtbedingungen zu verbessern.

Quelle: HHU

In den Straßen Kölns sind verschiedene Linien der Ackerschmalwand (Arabidopsis thaliana) vorhanden und spezifisch an die verschiedenen Nischen angepasst, die sie in der städtischen Umwelt bewohnen. Das zeigt ein Forschungsteam der Universitäten Köln und Potsdam sowie des Kölner Max-Planck-Instituts für Züchtungsforschung in der Fachzeitschrift Journal of Ecology. Wie sie schildern, unterscheiden sich die regionalen Kölner Linien von A. thaliana stark in typischen Merkmalen des Lebenszyklus, wie etwa der Regulation von Blüte und Keimung. Dadurch können sie ihre Fortpflanzung an lokale Umweltbedingungen wie Temperatur und menschliche Störungen gezielt anpassen. Die Wissenschaftler*innen des Sonderforschungsbereichs / Transregio 341 "Pflanzenökologische Genetik" hatten dazu unterschiedliche Pflanzenlinien analysiert, die an Standorten in einem relativ kleinen Umkreis im Kölner Süden wuchsen.

Quelle: Uni Köln

Bei niedrigen Temperaturen verändern sich Nährstoffgehalt und Geschmack von Grünkohl – und zwar je nach Sorte auf unterschiedliche Art und Weise. Ein Team um die Biologen Dr. Christoph Hahn und Prof. Dr. Dirk Albach, beide Universität Oldenburg, berichtet in einer nun in einem Sonderband im Fachjournal Horticulturae veröffentlichten Studie, dass die Konzentration der für den typischen Kohlgeschmack verantwortlichen Glucosinolate bei manchen Sorten ansteigt, wenn es kalt wird, bei anderen dagegen sinkt.

Quelle: Uni Oldenburg

Mit einer erhöhten Dotation geht das Programm „FORSCHUNGSGEIST! Next Generation Sequencing in der Ökosystemforschung“ der Bauer-Stiftung zur Förderung von Wissenschaft und Forschung in eine neue Runde. PostDocs mit bis zu sechsjähriger Forschungserfahrung sowie Juniorprofessorinnen und -professoren, die eine eigene Arbeitsgruppe aufbauen wollen, werden jetzt im Rahmen des Stiftungsprogramms mit bis zu 180.000 Euro für einen Zeitraum von drei Jahren gefördert. Bewerbungen sind bis zum 15. Januar 2024 möglich, meldet der Stifterverband für die Wissenschaft im Auftrag des Deutschen Stiftungszentrums beim Informationsdienst Wissenschaft (idw).

Quelle: idw

Die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) schreibt erneut den „Communicator-Preis – Wissenschaftspreis des Stifterverbandes“ aus. Der Preis wird an einzelne Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler oder an ein Forschungsteam für herausragende Leistungen in der Wissenschaftskommunikation vergeben und ist mit einem Preisgeld von 50.000 Euro dotiert. DFG und Stifterverband zeichnen jährlich Forscherinnen und Forscher aller Fachgebiete dafür aus, dass sie ihre wissenschaftliche Arbeit und ihr Fachgebiet einem breiten Publikum auf besonders kreative, vielfältige und nachhaltige Weise zugänglich machen und sich so für den Dialog zwischen Wissenschaft und Gesellschaft engagieren. Es sind sowohl Selbstbewerbungen als auch Vorschläge möglich. Die Ausschreibung richtet sich an Personen, die an Hochschulen und außeruniversitären Forschungseinrichtungen in Deutschland tätig sind. Bewerbungsende ist der 2. Januar 2024.

Quelle: DFG

Fotos von Tier- und Pflanzenarten, die in den Sozialen Medien geteilt werden, können einen wichtigen Beitrag zum Schutz der Biodiversität leisten – vor allem in tropischen Gebieten. Zu diesem Schluss kommt ein Forschungsteam unter Leitung des Deutschen Zentrums für Biodiversitätsforschung (iDiv), des Helmholtz-Zentrums für Umweltforschung (UFZ), der Friedrich-Schiller-Universität Jena und der Universität von Queensland (UQ). In drei Studien, die in BioScience, One Earth und Conservation Biology veröffentlicht wurden, zeigen sie am Beispiel Bangladeschs, dass Facebook-Daten einen wichtigen Beitrag zum Biodiversitätsmonitoring und zur Bewertung potenzieller Schutzgebiete leisten können.

Quelle: iDiv

Für die Erforschung der Wasserstress-Wahrnehmung in Pflanzen hat der Europäische Forschungsrat (ERC) der Biophysikerin Professorin Dr. Christine Ziegler von der Universität Regensburg und den Biologen Professor Dr. Malcolm Bennet von der Universität Nottingham, Professor Dr. Eilon Shani von der Universität Tel Aviv und Professor Dr. Thorsten Hamann von der Norwegischen Universität für Wissenschaft & Technologie eine der höchsten europäischen Auszeichnungen zugesprochen. Das HYDROSENSING-Team will untersuchen, wie Pflanzen Wasser auf molekularer Ebene wahrnehmen können. Mit Hilfe einer einzigartigen Methodenkombination aus innovativer CRISPR-Technologie und Multi-Skalen-Mikroskopie will Biophysikerin Ziegler gemeinsam mit ihren Kollegen die Schlüsselproteine in der Wasserstress-Wahrnehmung identifizieren, hochaufgelöste Bilder von den Vorgängen während des Wassertransports im Inneren von Pflanzen generieren und die regulatorische Interaktion der Wasserstress-detektierenden Proteinkomplexe auf molekularer Ebene aufklären. Dabei streben die Wissenschaftler*innen die Aufdeckung grundlegender Mechanismen an, die erklären, wie Pflanzen erkennen, wann Wasser „knapp“ wird. Für das auf sechs Jahre angelegte Projekt HYDROSENSING stellt der ERC 10 Millionen Euro in einem sogenannten Synergy Grant bereit.

Quelle: Uni Regensburg

In einer großangelegten Studie mit fast 400 Partner*innen und unter Leitung von Forschenden der ETH Zürich haben Wissenschaftler*innen weltweit Daten über Baumarten zusammengetragen. Die jetzt in der Fachzeitschrift Nature Plants veröffentlichte Studie verbessert das Verständnis von unterschiedlichen Blatttypen der Bäume und ermöglicht so Rückschlüsse auf Ökosysteme und den CO₂-Kreislauf. So kam eine globale, bodengestützte Bewertung der Variation von Waldblatttypen zustande, indem die Daten von fast 10.000 Waldinventurflächen mit den Datensätzen der internationalen Plant Trait Database TRY zu Blattform (Laub- vs. Nadelblatt) und Habitus (immergrün vs. laubabwerfend) zusammengeführt wurden. Bayreuther Wissenschaftler*innen haben ihr Wissen über die Kilimanjaro-Region für diese Studie beigesteuert. „Wir fanden heraus, dass die globale Variation der Blatt Lebensdauer (LEAF HABIT) in erster Linie vom Ausmaß der saisonalen Temperaturschwankungen und den Bodeneigenschaften abhängt, während die Blattform in erster Linie von der Temperatur bestimmt wird“, sagt PD Dr. Andreas Hemp vom Lehrstuhl für Pflanzensystematik der Universität Bayreuth.

Quelle: Uni Bayreuth

Es gibt bestimmte Zeitfenster im Lebenszyklus von Weizen-Pflanzen, in denen Umweltfaktoren wie Temperaturen oder Niederschläge besonders großen Einfluss auf die späteren Erträge haben. Das hat ein Team um den Agrarwissenschaftler Prof. Dr. Tsu-Wei Chen von der Humboldt-Universität zu Berlin mit einem neuen statistischen Verfahren nachweisen können. Wie hoch die Ertragseinbußen bei ungünstigen Umweltbedingungen sind, ist auch von der genetischen Ausstattung einzelner Sorten abhängig. Daher können die Erkenntnisse wichtige Impulse für die künftige Züchtung von stressresistenten Weizensorten liefern. Ihre Ergebnisse veröffentlichten die Forschenden in der Fachzeitschrift Nature Plants. Das neue statistische Verfahren hatten die Forschenden aus Daten aus Feldversuchen generiert, mit 220 unterschiedlichen Winterweizensorten, die an sechs Versuchsstandorten in ganz Deutschland in drei aufeinanderfolgenden Saisons angebaut worden waren.

Quelle: HU Berlin

Anlässlich der anstehenden Beratungen von Bundesrat und Bundestag zum EU-weiten Umgang mit Pflanzen, die mit neuen genomischen Verfahren gezüchtet (NGT) worden sind, haben die Nationale Akademie der Wissenschaften Leopoldina und die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) heute eine Ad-hoc-Stellungnahme veröffentlicht. Darin bekräftigen sie ihre Unterstützung für den von der Europäischen Kommission am 5. Juli 2023 vorgeschlagenen Verordnungsentwurf. DFG und Leopoldina greifen dabei drei Themenbereiche auf, zu denen es in der bisherigen politischen Debatte den größten Informationsbedarf gab und fassen hierzu den aktuellen Stand der Wissenschaft zusammen:

1. Anwendbarkeit des Vorsorgeprinzips,
2. Mögliche wirtschaftliche Konsequenzen für Züchterbetriebe,
3. Vereinbarkeit mit ökologischer Landwirtschaft.

Auch unsere DBG hält den Verordnungsentwurf der EU-Kommission, wie NGTs in Zukunft reguliert werden sollen, für wissenschaftlich sinnvoll, wie wir im Juli in unserer Stellungnahme dargelegt haben.

Quelle: Leopoldina

Mikroalgen kompensieren Nährstoffmangel mithilfe einer lichtgetriebenen Protonenpumpe, womit sie sich auch an die Auswirkungen des Klimawandels anpassen können. Diesen Mechanismus haben Forschende des GEOMAR Helmholtz Zentrums für Ozeanforschung Kiel, der Universität von East Anglia (UEA) und der Universität Würzburg entdeckt. Ihre Forschungsergebnisse veröffentlichen sie heute in der Zeitschrift Nature Microbiology. Die Entdeckung öffnet den Weg für biotechnologische Entwicklungen, die den negativen Auswirkungen veränderter Umweltbedingungen wie der Erwärmung der Ozeane und sogar der sinkenden Produktivität von Nutzpflanzen entgegenwirken könnten.

Quelle: GEOMAR

Pflanzliches Plankton spielt eine entscheidende Rolle im globalen Kohlenstoffkreislauf. Eine neue Studie vom GEOMAR Helmholtz-Zentrum für Ozeanforschung Kiel, die jetzt in der Fachzeitschrift Science Advances veröffentlicht wurde, zeigt, wie Änderungen in den Körperfunktionen des Phytoplanktons, insbesondere bei der Nährstoffaufnahme, die chemische Zusammensetzung des Ozeans und sogar der Atmosphäre beeinflussen können. Dies legt nahe, dass Veränderungen in der Physiologie des marinen Phytoplanktons einen Einfluss auf das globale Klima haben können.

Quelle: GEOMAR

Wie sich eine kleine Gruppe von Pflanzenstammzellenerfolgreich gegen Infektionen wehrt, zeigen Marco Incarbone, jetzt am MPIMP Golm, Gabriele Bradamante und ihre Koautoren am Gregor-Mendel-Institut für Molekulare Pflanzenbiologie (GMI) nun im Fachmagazin PNAS. Demnach sind Salicylsäure und RNA-Interferenz für diese antivirale Immunität der Stammzellen verantwortlich. Die Ergebnisse wurden am 12. Oktober veröffentlicht.

Quelle: GMI

Die Nahrungsmittelproduktion verdoppeln, Wasser sparen und gleichzeitig die Kohlenstoffspeicherung erhöhen – das klingt paradox, wäre aber, zumindest nach dem biophysikalischen Potenzial der Erde, theoretisch möglich. Nötig wäre allerdings eine radikale räumliche Neuordnung in der Landnutzung. Das haben Forschende des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) und des Heidelberg Institute for Geoinformation Technology (HeiGIT), einem An-Institut der Universität Heidelberg, herausgefunden. Ihre Ergebnisse haben sie in den Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) veröffentlicht.

Quelle: KIT

Einzelne Arten ganz unterschiedlicher Pflanzenfamilien bilden spezielle, von Indol abgeleitete Abwehrstoffe, sogenannte Benzoxazinoide: Der Syntheseweg dieser Verbindungen war jedoch bislang nur für Gräser wie Mais bekannt. Ein Team des Max-Planck-Instituts für chemische Ökologie konnte nun durch die Untersuchung von zwei weit entfernt verwandten Pflanzenarten, der Gewöhnlichen Goldnessel und der Zebrapflanze, zeigen, dass im Vergleich zum Mais ganz unterschiedliche Enzyme für die Bildung dieser speziellen Abwehrstoffe verantwortlich sind. Die Biosynthese dieser Stoffe hat sich im Laufe der Evolution mehrfach unabhängig voneinander entwickelt, legen sie im Fachmagazin PNAS dar.

Quelle: MPI für chemische Ökologie

Je baumartenreicher Wälder sind, desto schneller wachsen die Bäume und desto mehr CO₂ können sie binden. Welche Mechanismen dahinter legen, zeigt eine gemeinsame Studie von TU Dresden, Leuphana Universität Lüneburg, Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg, Universität Leipzig, Universität Montpellier und dem Deutschen Zentrum für integrative Biodiversitätsforschung (iDiv) Halle-Jena-Leipzig. Die Ergebnisse sind nun im Journal Science Advances erschienen.

Quelle: TU Dresden

Eine wachsende Weltbevölkerung benötigt ausreichend Nahrungsmittel. Deren Produktion führt durch Überdüngung zu einer erhöhten Stickstoffbelastung in der Landwirtschaft, was sich negativ auf Menschen, Klima und Ökosysteme auswirkt. Dass die heutige Getreideproduktion mit einer deutlich geringeren globalen Gesamtdüngung aufrechterhalten werden könnte, wenn der Einsatz von Stickstoffdünger weltweit gleichmäßig über die Anbauflächen verteilt würde, zeigen Modelle von Forschenden des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT). Über ihre Ergebnisse berichten sie in Communications Earth & Environment.

Quelle: KIT

In Europa und Amerika stammen viele der dortigen gebietsfremden Pflanzenarten vom eigenen Kontinent und haben ihren Ursprung meist in den Regionen der niedrigeren Breitengrade – ein Problem, das durch den Klimawandel noch verschärft werden könnte. Zu diesem Schluss kommt ein internationales Forschungsteam unter der Leitung Konstanzer Biologinnen und Biologen in seiner aktuellen Studie. In der Studie in Science Advances konnten die Forschenden nachweisen, dass auf den betrachteten Kontinenten mehr als die Hälfte (56.7%) der gebietsfremden Pflanzenarten, die sich erfolgreich in neuen Gebieten angesiedelt haben, ursprünglich vom eigenen Kontinent stammten. Besonders hoch waren die Anteile in Europa und Nordamerika. Auffällig niedrig war der Anteil hingegen in Australien. Bei den drei der untersuchten Kontinente mit dem höchsten Anteil an intrakontinentalen gebietsfremden Pflanzen – Europa, Nord- und Südamerika – stellten die Forschenden zudem Gemeinsamkeiten in den Ausbreitungsmustern fest: Die intrakontinentale Verbreitung erfolgte in der Mehrzahl der Fälle von den äquatornahen Regionen in Richtung der jeweiligen Pole. „Mit steigender Nähe zum Äquator steigt auch die Vielfalt der in einer Region natürlicherweise vorkommenden Arten. Es gibt in diesen Regionen also schlichtweg einen viel größeren Fundus an Arten, der in Richtung der Pole verbreitet werden kann, als umgekehrt“, gibt Zhijie Zhang, Erstautor der Studie, eine Erklärung für das Phänomen.

Quelle: Uni Konstanz

Ein Chloroplasten-Enzym schützt Pflanzen vor pathologischen Proteinansammlungen, die bei Menschen die Huntington-Krankheit sowie andere neurodegenerative Erkrankungen auslösen können. Das schildern Forschende der Exzellenzcluster für Alternsforschung CECAD und für Pflanzenwissenschaften CEPLAS der Universität zu Köln in der Fachzeitschrift Nature Aging. In ihrer Veröffentlichung „In-planta expression of human polyQ-expanded huntingtin fragment reveals mechanisms to prevent disease-related protein aggregation“ zeigen sie, dass ein aus Pflanzen gewonnenes synthetisches Enzym – die sogenannte stromal processing peptidase (SPP) – Proteinverklumpungen verhindert, die für die krankhaften Veränderungen in Modellen der Huntington-Krankheit (menschliche Zellen und der Fadenwurm Caenorhabditis elegans) verantwortlich sind.

Quelle: Uni Köln

Zum elften Mal loben der Verband Biologie, Biowissenschaften und Biomedizin in Deutschland (VBIO), die Gesellschaft Deutscher Chemiker, die Deutsche Mathematiker-Vereinigung, die Deutsche Physikalische Gesellschaft gemeinsam mit dem Stifterverband den Ars legendi-Fakultätenpreis für Mathematik und Naturwissenschaften aus. Die Preisträgerinnen und Preisträger werden für herausragende, innovative und beispielgebende Leistungen in Lehre, Beratung und Betreuung ausgezeichnet. Der Preis wird jährlich in den vier Kategorien Biologie, Chemie, Mathematik und Physik vergeben und ist mit je 5.000 Euro dotiert. Bewerbungsschluss ist der 26. Januar 2024.

Quelle: VBIO

Sogenannte Molekulare Uhren haben die Evolutionsbiologie revolutioniert: Anhand von DNA-Mutationen zwischen den Arten lässt sich auch ohne datierte Fossilien abschätzen, wann genau sich neue Äste im Stammbaum des Lebens bilden. Für kurze Zeiträume sind solche Uhren allerdings nicht brauchbar, da sie zu langsam getaktet sind. Forschende der Technischen Universität München (TUM), des GEOMAR und der Universität Georgia stellen im Fachjournal Science eine neuartige, schnell tickende molekulare Uhr vor, die auf Epimutationen – zufälligen Veränderungen im Erbgut – beruht. Diese neue Uhr wird dazu beitragen, die Veränderungen der biologischen Vielfalt in der jüngsten Vergangenheit zu verfolgen.  

Quelle: GEOMAR

Wie auf molekularer Ebene Pilz-Infektionen reguliert werden, haben Forschende der Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf (HHU) hat zusammen mit Kolleginnen und Kollegen aus Frankfurt/Main und Aachen aufgeklärt. Dazu untersuchten sie, wie der den Maisbeulenbrand verursachende Pilz Ustilago maydis auf RNA-Ebene reguliert wird. Angewendet hat das Team eine leistungsfähige RNA-Markierungstechnik für Pilze, die im lebenden Organismus (in vivo) funktioniert. Die Forschenden fanden heraus, wie ein wichtiges RNA-bindendes Protein (kurz RBP) mit Namen Khd4 das Wachstum infektiöser Hyphen reguliert, also die fadenförmige Erscheinungsform der Pilze, die eine Infektion auslösen. Prof. Dr. Michael Feldbrügge (HHU) resümiert: „Wir haben erstmals ein neues regulatorisches Konzept für Infektionen entdeckt: Ein einziges RBP steuert das polare Wachstum von infektiösen Hyphen, indem es die Stabilität von mRNAs bestimmt, die wiederum den Membranverkehr regulieren. Dies eröffnet Ansatzpunkte für die Entwicklung neuer Fungizide, die RBPs als neue Ziele für die Bekämpfung von Pilzen nutzen.“ Seine Ergebnisse hat das Team um Feldbrügge im Fachjournal PNAS veröffentlicht.

Quelle: HHU

Die Veränderung der Klimabedingungen stellt den europäischen Wald vor immer größere Herausforderungen. Forschende der Technischen Universität München (TUM) haben erstmalig einen satellitenbilderbasierten Datensatz von über 64.000 Waldbränden zwischen 1986 und 2020 in Europa ausgewertet. Das Ergebnis: Die Zahl der Brände stagnierte, allerdings treten extrem große und schwere Feuer in Europa vor allem bei hoher Trockenheit auf. Der Klimawandel mit seinen trockenen Sommermonaten schafft für zukünftige Waldbrände daher ideale Bedingungen. Über ihre Ergebnisse berichtet das Team im Fachjournal Global Change Biology.

Quelle: TUM

Pflanzen werden vielfach Fähigkeiten zugeschrieben, wie sie in der Tier- oder Menschenwelt bekannt sind. Demnach sind Bäume zu Gefühlen fähig und dazu in der Lage, wie Mütter für ihren Nachwuchs zu sorgen. In einem Beitrag für das Review Journal Trends in Plant Science sind nun 32 internationale Pflanzen- und Forstwissenschaftler solchen Zuschreibungen nachgegangen. Die Forscherinnen und Forscher haben unter der Leitung von Prof. Dr. David G. Robinson, emeritierter Professor am Centre for Organismal Studies der Universität Heidelberg, die Aussagen in zwei populären Veröffentlichungen zum Thema Wald analysiert und kommen zu dem Schluss, dass hier Mutmaßungen mit Fakten gleichgesetzt werden.

Quelle: Uni Heidelberg

• KI für die präzise Beobachtung von Pflanzen in der Natur
• Klimawandel und Feuer: Zunder für europäische Wälder
• Der Bildung von Herzglykosiden in Pflanzen auf der Spur

Alle Nachrichten dieser Woche

• Wie sich Europas Wälder verjüngen, wenn der Mensch nicht eingreift
• Auxin-Signalweg steuert die Bildung von Wurzelhaaren zur Stickstoffaufnahme
• Neue Methode schätzt Widerstandsfähigkeit der Vegetation in Ökosystemen
• Photosynthese: Fichten setzen auf Algenproteine 

Alle Nachrichten dieser Woche

• Algen geben Aufschluss über 600 Millionen Jahre Evolution der Pflanzen  
• Dürrestress verändert Funktion des Regenwaldbodens
• Bodenversalzung: Wilder Wein wehrt sich 

Alle Nachrichten dieser Woche

• Immunabwehr ist der Schlüssel für die Eroberung von Pflanzen an Land
• Biodiversität schützt vor Invasionen durch gebietsfremde Baumarten
• Auf die genetische Vielfalt kommt es an
• Baumsterben im Schwarzwald nimmt zu
• Hitzesensor schützt die Venus-Fliegenfalle vor Feuer 

Alle Nachrichten dieser Woche

• Warum Gehölzpflanzen auf Inseln so häufig sind
• Reaktionen der globalen Vegetation auf Dürre
• Globale Hitzewelle 2023: Juli brachte die heißesten drei Wochen aller Zeiten
• Wie sich die Produktivität des Ozeans aus dem Weltraum beobachten lässt
• Wie die Symbiose zwischen Korallen und Algen auf zellulärer Ebene reguliert wird

Alle Nachrichten dieser Woche

Am 26. September 2023 ab 17:00 Uhr informiert Prof. Dr. Christian Wirth, Sprecher des Deutsches Zentrums für integrative Biodiversitätsforschung (iDiv) Halle-Jena-Leipzig sowie Professor für Spezielle Botanik und Funktionelle Biodiversität an der Uni Leipzig, in einer online-Fortbildung für Lehrkräfte und Interessierte über Biodiversität und Klimaveränderung und deren Wechselwirkung. Teilnehmen kann jeder; der Verband Biologie, Biowissenschaften und Biomedizin in Deutschland (VBIO), bittet als Veranstalter um Anmeldung für die wissenschaftliche Vortragsreihe vor dem Hintergrund der Bildungsstandards im Fach Biologie.

Quelle: VBIO

Bei einem leichten Stickstoffmangel kommt es zu einer Verlängerung der Haupt- und Seitenwurzeln. Wie Pflanzen mit ihren Wurzelhaaren auf einen derartigen Mangel reagieren und welche Mechanismen dahinterstecken, hat nun ein internationales Forschungsteam unter Führung des Leibniz-Instituts für Pflanzengenetik und Kulturpflanzenforschung (IPK) in der Pflanze Arabidopsis thaliana untersucht. Ihm ist es gelungen, eine dreistufige Abfolge molekularer Komponenten aufzudecken, über die das Wachstum der Wurzelhaare zur Aufnahme von Stickstoff gesteuert wird. "Und wir haben Transkriptomstudien, molekulargenetische und zellbiologische Ansätze integriert, um nachzuweisen, dass die durch den Stickstoffmangel induzierte Wurzelhaarverlängerung auf einer räumlich koordinierten Auxin-Signalkaskade aufbaut. Diese greift über das Transkriptionsmodul RHD6-LRL3 in das Entwicklungsprogramm der Wurzelhaare ein,“ sagt erklärt Prof. Dr. Nicolaus von Wirén vom IPK. Da mehr und längere Wurzelhaare für Pflanzen eine effiziente Strategie sind, um ihre Wurzeln mit den Nährstoffen im Boden in Kontakt zu bringen, eröffnen diese Erkenntnisse die Möglichkeit, neue Zuchtziele für die Entwicklung von Pflanzen mit verbesserter Stickstoffaufnahme zu definieren. Die Ergebnisse sind in der Zeitschrift Current Biology veröffentlicht.

Quelle: IPK (pdf)

Als wesentlichen Faktor der Wolkenbildung haben Forschende des Paul Scherrer Instituts (PSI) Sesquiterpene identifiziert. Die von Pflanzen emittierten, gasförmigen Kohlenwasserstoffe befanden sich bislang noch nicht im Fokus der Forschung - auch weil sie schwer zu messen sind. Die Studie des internationalen CLOUD-Projekts (Cosmics Leaving Outdoor Droplets) am Kernforschungszentrum CERN erschien nun im Fachmagazin Science Advances. Die Erkenntnisse könnten helfen, die Unsicherheiten von Klimamodellen zu reduzieren und präzisere Vorhersagen zu treffen.

Quelle: PSI

In den heute nur spärlich bewachsenen Polargebieten der Arktis gab es im Eozän vor rund 50 Millionen Jahren ausgedehnte, üppige Laubwälder bei einer Kombination aus Treibhausklima und einem gegenüber heute fast doppelt so hohen Kohlendioxidgehalt der Atmosphäre. Allerdings herrschten in diesen Regionen hoher Breitengrade – wie heute – extreme Lichtverhältnisse: monatelanges Dauerdunkel im Winter und eine, wenn auch tiefstehende, nie untergehende Sonne im Sommer. Vergleichbare Umweltbedingungen sind in dieser Kombination heute auf der Erde nicht zu finden. Daher untersuchte ein Forschungsteam die Lebensbedingungen damals, wollte wissen, ob die Pflanzen ihren Lichtbedarf in dem extremen Wechsel der Tageslängen ausgleichen konnten und ob dabei die damals verbreitete Großblättrigkeit der Laubbäume eine Rolle spielte. Das Team der Universität Tübingen und vom Staatlichen Museum für Naturkunde in Stuttgart wendete quantitative Modelle der Fotosyntheseleistung an, welche die speziellen Lichtverhältnisse nachbilden können, auf fossile Verwandte des Lebkuchenbaumes (Cercidiphyllum japonicum) an. Insgesamt kam das Team auf eine überraschend hohe Produktivität der Wälder. Legt man die aktuellen pflanzenphysiologischen Daten zum Fotosyntheseapparat zugrunde, so dürfte die Fotosyntheseleistung um mindestens 30 bis 60 Prozent höher gelegen haben als an einem heutigen Standort gemäßigter mittlerer Breiten. Hauptfaktor der Verstärkung ist dem Team zufolge der erhöhte Kohlendioxidgehalt der Atmosphäre gewesen. Verallgemeinern ließen sich ihre Ergebnisse jedoch nicht, betonen die Forschenden, die ihre Studie in der Fachzeitschrift Paleoceanography and Paleoclimatology veröffentlichten.

Quelle: Uni Tübingen

Ein Forschungsteam hat einen wichtigen Rezeptor bei wilden Kartoffelsorten aufgespürt, der für neuartige breite Resistenz gegen Knollenfäule verantwortlich ist. Die Bekämpfung der Kraut- und Knollenfäule bei Kartoffeln, die durch Phytophthora infestans verursacht wird, erfordert weltweit den Einsatz zahlreicher Pflanzenschutzmittel. Im Fachmagazin Science berichtet das Team der Universitäten Tübingen, Wageningen und des Sainsbury Laboratory in Norwich, wie sich wilde Kartoffelsorten in einer Umgebung mit konstantem Druck durch Krankheitserreger behaupten und untersuchten dazu die so genannten PRR-Rezeptoren an der Außenseite der Zelloberfläche. Die Grundlagenforschung untersuchte eine Art von PRR-Rezeptor namens PERU, der an ein spezielles Stück Protein von Phytophthora bindet, nämlich an Pep-13, und veranlasst die Kartoffelpflanze so, die Krankheit zu erkennen. Neu ist demnach die Erkenntnis, dass es nicht nur eine Version dieses Rezeptors gibt, sondern Varianten, die unterschiedliche bindende Moleküle erkennen können. Die Erkenntnisse über diese Rezeptoren bereiten den Weg für einen nachhaltigeren Kartoffelanbau der Zukunft. Das Forschungsteam um Prof Dr. Thorsten Nürnberger von der Universität Tübingen, Dr. ir. Vivianne Vleeshouwers der Uni in Wageningen und um Sebastian Schornack vom Sainsbury Laboratory in Norwich geht davon aus, dass es in Zukunft Kartoffeln geben wird, die mit spezifischen Resistenzgenen und verbesserten allgemeinen Abwehrkräften ausgestattet sind.

Quelle: Uni Tübingen

Forschende haben untersucht, wie das Verhalten einer einzelnen Weizenpflanze unter einschränkenden Lichtbedingungen die Leistung der gesamten Gemeinschaft beeinflusst. Sie bewerteten morphologische und biomassebezogene Phänotypen von Einzelpflanzen, die in Mischungen unter Sonnenlicht und simuliertem Schatten angebaut wurden, sowie die Relevanz dieser Phänotypen für die Monokulturgemeinschaft im Feld. Demnach sind kooperative Verhaltensweisen und sehr fruchtbare Blütenstände in einer lichtbegrenzten/schattigen Umgebung sind für eine ertragreiche Getreidepflanzengemeinschaft am wichtigsten. Die Forschenden des Leibniz-Instituts für Pflanzengenetik und Kulturpflanzenforschung (IPK)  stellten fest, dass Verhaltensweisen, die die Fitness der einzelnen Pflanze fördern, nicht vorteilhaft und in einigen Fällen sogar schädlich für die Leistung der gesamten Gemeinschaft sind. Die Ergebnisse wurden kürzlich in der Zeitschrift Plant, Cell & Environment als Teil der Sonderausgabe Tradeoffs in Plant Responses to the Environment veröffentlicht.

Quelle: IPK (pdf)

Wie können wir den drastischen Rückgang der Artenvielfalt stoppen? Eine aktuelle Studie zeigt nun Lösungsmöglichkeiten für Agrarlandschaften. Die Untersuchungen belegen, dass Mischfruchtanbau die Vielfalt von Insekten und anderen Gliederfüßlern in der Landwirtschaft fördert, ohne die Erträge zu beeinträchtigten. Die Studie unter Federführung des Leibniz-Institutes zur Analyse des Biodiversitätswandels (LIB) wurde jetzt im Fachmagazin Ecological Solutions and Evidence veröffentlicht.

Quelle: LIB

Eine umfangreiche Messkampagne im experimentellen Regenwald der Biosphäre 2 zeigt die Auswirkungen von Trockenheit und Wiedervernässung auf die Flüsse biogener flüchtiger organischer Verbindungen (VOC) im Boden: Demnach wandelt sich bei einer Bodenfeuchtigkeit unter 19 Prozent der Regenwaldboden von einer Netto-VOC-Senke zu einem VOC-Produzenten. Positionsspezifische 13C--Pyruvat-Markierungsexperimente zeigen den Zusammenhang mit Aktivität von Bodenmikroben auf. Die im Fachmagazin Nature Communications publizierte Studie, an der Forschende der Universität Freiburg und des Max-Planck-Instituts für Chemie in Mainz beteiligt waren, ermöglicht genauere Klimamodellvorhersagen durch die Integration von VOC-Flüssen im Boden.

Quelle: Uni Freiburg

Eine neue Studie zeigt, dass sich einer der beiden Zweige der Immunabwehr bei Pflanzen wahrscheinlich schon während der Etablierung von Pflanzen an Land entwickelt hat. Demnach wird der erste Zweig der pflanzlichen Immunabwehr, die von vielen Blütenpflanzen und ihren Verwandten eingesetzt wird, auch in der zweiten Hauptgruppe der Landpflanzen gefunden, zu der Moose, Lebermoose und Hornmoose gehören. Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass sich dieser Zweig der pflanzlichen Immunabwehr schon früh während der terrestrischen Evolution entwickelt hat und für die Anpassung der Pflanzen an Land wichtig gewesen sein könnte, wie die Forschenden jetzt in der Zeitschrift Current Biology berichten. Dieser Einblick in die prähistorische Pflanzenimmunität, der unter der Leitung von Hirofumi Nakagami am Max-Planck-Institut für Pflanzenzüchtungsforschung (MPIPZ) in Köln gewonnen wurde, könnte sich auf die Züchtung resistenterer Pflanzenarten auswirken.

Quelle: MPIPZ

In den Sinneshaaren der Venus-Fliegenfalle befindet sich ein Hitzesensor, der die Pflanze vor Buschfeuern warnt. Er reagiert auf schnelle Temperatursprünge. Den neu entdeckten Sensor stellen die Würzburger Forschenden im Fachmagazin Current Biology vor. „Im Gegensatz zum Menschen springt der Hitzesensor der fleischfressenden Pflanze nicht beim Überschreiten der Körpertemperatur an, sondern er reagiert auf die Geschwindigkeit der Temperaturänderung“, erklärt Biophysiker Professor Rainer Hedrich.

Quelle: Uni Würzburg

Durch mehr Nachkommen in Jahren mit niedrigem Schädlingsbefall bleiben natürliche Tabak-Mutanten mit Abwehrschwäche in der Pflanzenpopulation bestehen. Ein Team von Forschenden am Max-Planck-Institut für chemische Ökologie in Jena zeigt in einer aktuellen Studie in der Zeitschrift PNAS, dass eine einzelne Mutation, die unmittelbare Auswirkungen auf die pflanzliche Fitness hat, in natürlichen Pflanzenpopulationen langfristig erhalten bleibt. Wenn weniger Fraßfeinde in der Nähe sind, wachsen Pflanzen mit dieser Mutation sogar schneller und erzeugen mehr Nachkommen.

Quelle: MPI chemische Ökologie

Die ersten drei Wochen des Monats Juli 2023 waren global betrachtet der bis jetzt heißeste Drei-Wochen-Zeitraum. In Deutschland waren in den Sommermonaten 2023 doppelt so viele Menschen täglich Temperaturen von 35 Grad Celsius und höher ausgesetzt als im Mittel der Jahre 1980 bis 1999. Dies geht aus einer nun am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) veröffentlichten Untersuchung hervor. Wie die Forschenden am Center for Disaster Management and Risk Reduction Technology (CEDIM) des KIT im Forschungsbericht (Preprint) weiter berichten, war in Europa die Hitzeexposition der Bevölkerung in Italien am stärksten.

Quelle: KIT

Satelliten-Fernerkundung kann helfen, die Nährstoff-Limitierung im Ozean zu beobachten und zu verstehen, wie sie die Produktivität des Phytoplanktons beeinflusst. Diese winzigen marinen Pflanzen bilden die Basis des Lebens im Meer und sind der Schlüssel zu wichtigen Funktionen des Ozeans wie der Klimaregulierung. In einem heute in der Fachzeitschrift Nature veröffentlichten Artikel beschreibt ein internationales Forschungsteam unter der Leitung von Dr. Thomas Browning vom GEOMAR diesen neuartigen Ansatz. Er trägt auch dazu bei, biogeochemische Modelle zu verbessern und zukünftige Auswirkungen des Klimawandels besser vorherzusagen.

Quelle: GEOMAR

Die Vegetation reagiert mit verschiedenen Mechanismen auf Dürre, sowohl durch strukturelle als auch durch physiologische Veränderungen der Pflanzen. Eine neue Studie schlüsselt diese Reaktionen im globalen Maßstab auf. Durch Analyse modernster satellitengestützter Daten mithilfe maschinellen Lernens konnte das Team erstmals global nachweisen, dass durch Dürren auch die Physiologie der Vegetation, nicht nur ihre Struktur, in manchen Ökosystemen verändert wurde. Die Ergebnisse der in Nature Communications veröffentlichten Studie, geleitet vom Max-Planck-Institut für Biogeochemie, helfen zu verstehen, wie globale Ökosysteme auf Wasserknappheit reagieren.

Quelle: MPI für Biogeochemie

Korallen bieten ihrem Dinoflagellaten-Symbionten Schutz vor Fressfeinden sowie anorganische Nährstoffe wie Stickstoff und Phosphor. Algen versorgen die Koralle im Gegenzug mit Photosynthese-Produkten: Kohlenhydrate, Proteine und Fette. Obwohl ein erfolgreicher Nährstoffaustausch entscheidend für die Gesundheit der Korallen und damit für das gesamte Ökosystem Korallenriff ist, sind die molekularen Mechanismen, welche die Kommunikation in dieser Partnerschaft regeln, noch weitgehend unbekannt. Eine neue Studie der Ludwig-Maximilians-Universität München (LMU) im Fachmagazin Current Biology zeigt nun, dass für den Stoffaustausch zwischen Alge und Koralle beziehungsweise Anemone der evolutionär uralte mTOR-Signalweg (Mechanistic Target of the Rapamycin) eine entscheidende Rolle spielt.

Quelle: LMU

Maiswurzeln sondern bestimmte Stoffe ab, die die Qualität des Bodens beeinflussen. In bestimmten Feldern steigert dieser Effekt den Ertrag von Weizen, der nach dem Mais im selben Boden angepflanzt wird, um mehr als vier Prozent. Dies schildern Forschende der Universität Bern im Journal of Sustainable Agriculture and Environment. Die Erkenntnisse aus mehreren Feldexperimenten zeigen zwar, dass solche Effekte stark variabel sind, aber dass sie langfristig doch dazu beitragen könnten, den Anbau von Getreide ohne zusätzlichen Dünger oder Pestizide nachhaltiger zu gestalten.

Quelle: Uni Bern

Das Moos Takakia lepidozioides, ein lebendes Fossil, hat sich im Laufe der letzten 65 Millionen Jahren an die lebensbedrohliche UV-Strahlung in 4.000 Meter Höhe im Hochland von Tibet angepasst, wohingegen sich dessen besonderes Aussehen in sehr viel wärmerem Klima vor mehr als 165 Millionen Jahren entwickelte. Nach nunmehr 400 Millionen Jahren der Evolution und Widerstandsfähigkeit droht dieses Moos nun auszusterben aufgrund des rasch fortschreitenden Klimawandels. Eine Studie identifizierte nun die Anpassungen, die das Moos vor diesen extremen Umwelteinflüssen schützt, und rekonstruierte deren Evolution. Dazu haben die Forschenden das Genom von Takakia lepidozioides zum ersten Mal vollständig sequenziert. Über einen Zeitraum von 10 Jahren dokumentierten die Forschenden den Rückgang von Takakia-Populationen im Hochland von Tibet, sowie einen deutlichen Anstieg der Durchschnittstemperaturen und den Rückzug des nahegelegenen Gletschers. Nach mehr als zehn Jahren Forschung auf dem Dach der Welt und im Labor wurde die Studie unter der Leitung von Prof. Dr. Ralf Reski von der Universität Freiburg und Prof. Dr. Yikun He von der Capital Normal University nun im Fachmagazin Cell veröffentlicht. An den Studienergebnissen hatten 61 Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler in mehr als 20 Laboren in sechs Ländern mitgewirkt. „Takakia hat die Dinosaurier kommen und gehen sehen. Es hat uns Menschen kommen sehen. Nun können wir von diesem winzigen Moos etwas über Resilienz und Aussterben lernen“, fasst Reski zusammen.

Quelle: Uni Freiburg

Wie sich Dürreperioden auf das Photosynthese-Verhalten von Pflanzen im Tagesverlauf auswirken, zeigt eine neue wissenschaftliche Studie. Demnach verschieben Pflanzen in ohnehin trockenen Gebieten ihre CO₂-Aufnahme während einer Hitzewelle zunehmend in die Morgenstunden und verringern die Photosynthese am Mittag und Nachmittag. Die Forschenden werteten für die Studie Daten von neuartigen geostationären Satelliten aus, die unter anderem während einer Hitzewelle in den USA im Jahr 2020 aufgenommen wurden. An der am 2. August im Fachmagazin Science Advances erschienen Studie einer südkoreanischen Forschungsgruppe waren Forschende des Deutschen Zentrums für integrative Biodiversitätsforschung (iDiv) und der Universität Leipzig beteiligt. Dr. Benjamin Dechant erklärt im Interview die wichtigsten Ergebnisse.

Quelle: Uni Leipzig

Der Boden ist der artenreichste Lebensraum der Erde. Zu diesem Schluss kommt eine Übersichtsstudie eines Schweizer Forschungsteams unter der Leitung der Eidgenössischen Forschungsanstalt für Wald, Schnee und Landschaft (WSL). Wie aus der ersten Schätzung der globalen Artenvielfalt in Böden hervorgeht, leben zwei Drittel aller bekannten Arten im Boden. Dazu hatte daie Forschungsgruppe die bestehende Fachliteratur herangezogen oder bestehende Datensätze über die in Böden bestimmten Arten erneut ausgewertet. Ihre Ergebnisse deuten darauf hin, dass zwei Drittel aller Arten im Boden leben, berichten sie im Fachjournal PNAS. Dies ist mehr als doppelt so hoch wie frühere Schätzungen über den Artenreichtum des Bodens. Nach ihnen lebten nur 25 Prozent aller Arten im Boden. Die Gruppe mit dem höchsten Anteil an im Boden lebenden Arten sind die Pilze – 90 Prozent von ihnen leben dort. Es folgen Pflanzen mit ihren Wurzeln mit 86 Prozent Anteil. Regenwürmer und Weichtiere wie Schnecken kommen auf 20 Prozent.

Quelle: WSL

Moleküle können aktive Cluster bilden, die Stoffwechselprozesse katalysieren, indem sie selbsterzeugten Konzentrationsgradienten folgen. Dies ist das Ergebnis einer neuen Studie von Wissenschaftlerinnen und Wissenscahftlern des Max-Planck-Instituts für Dynamik und Selbstorganisation (MPI-DS). Ihr Ende Juli im Fachjournal Nature Communications veröffentlichtes Modell beschreibt die Selbstorganisation von Molekülen, die an Stoffwechselwegen beteiligt sind und fügt so der Theorie über den Ursprung des Lebens einen möglichen neuen Mechanismus hinzu. So lässt sich besser verstehen, wie an komplexen biologischen Netzwerken beteiligte Moleküle, dynamische und funktionale Strukturen bilden können. Die Ergebnisse bieten einen Ansatzpunkt für weitere Experimente zur Entstehung des Lebens.

Quelle: MPI-DS

Das Max-Planck-Institut für Molekulare Pflanzenphysiologie (MPI-MP) heißt mit Dr. Marion Clavel und Dr. Marco Incarbone gleich zwei neue unabhängige Forschungsgruppenleitungen willkommen! Mit den beiden neuen Forschungsruppen „Virusreplikation und Pflanzentoleranz“ und „Antivirale Immunität der Pflanzenkeimbahn“ erweitert das Institut seinen Forschungshorizont in Richtung von Pflanzeninteraktionen mit Viren.

Quelle: MPI-MP

Wie eine neue, 1200 Jahre lange Zeitreihe aus Baum-Jahrringen zeigt, ist die aktuelle Erwärmung in diesem Zeitraum beispiellos. Dies berichten Forschende der Eidgenössischen Forschungsanstalt für Wald, Schnee und Landschaft (WSL) in der Fachzeitschrift Nature. Gemeinsam mit anderen Forschenden hat Georg von Arx, Leiter der Forschungsgruppe Dendrowissenschaften, eine neue Rekonstruktion erstellt, die auf einer besonders präzisen Methode basiert, Temperaturinformationen aus Bäumen zu gewinnen, und dabei die Zellwanddicke der Holzzellen in den Jahrringen misst. Für ihre neue Zeitreihe vermassen die Forschenden die Zellwände von 50 Millionen Holzzellen. Diese stammen von 188 lebenden wie auch toten Waldföhren (Pinus sylvestris) aus Skandinavien und Finnland. Im Gegensatz zu früheren Arbeiten kommen die neuen Resultate zum selben Schluss wie die Klimamodelle: Die mittelalterliche Klimaanomalie war zumindest in Skandinavien, von wo das untersuchte Holz stammt, doch nicht so warm wie bisher angenommen. Die heutige Erwärmung liegt damit wahrscheinlich jenseits der natürlichen Schwankungen der Temperaturen der letzten 1200 Jahre, schliessen die Forschenden.

Quelle: WSL

Kohlenstoffsenken auf der Landoberfläche können den Treibhauseffekt abschwächen. Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) und an weiteren Forschungseinrichtungen haben verschiedene Datenquellen zusammengeführt und ermittelt, dass der überwiegende Teil der gesamten europäischen Kohlenstoffspeicherung durch oberirdische Biomasse in Osteuropa erfolgt. Vor allem durch Änderungen der Landnutzung ist diese Kohlenstoffsenke jedoch zurückgegangen. Die Forschenden berichten in Communications Earth & Environment.

Quelle: KIT

Wie Schadpilze die Erkennung durch ihre Pflanzenwirte umgehen und damit eine Infektion begünstigen, haben Forschende aus Deutschland, der Schweiz und China unter der Leitung von Paul Schulze-Lefert vom Max-Planck-Institut für Pflanzenzüchtungsforschung in Köln (MPIPZ) und Jijie Chai aus China aufgeklärt. Sie beschreiben die Strukturen mehrerer Mehltau-Effektoren aus verschiedenen Unterfamilien in der Fachzeitschrift PNAS. Sie geben damit Einblick in die Pathogeneffektoren, die vom Mehlatu in die pflanzlichen Wirtszellen eingeschleust werden, um eine Infektion zu verursachen. Die untersuchten Strukturen zeigen, wie die Effektoren ein gemeinsames strukturelles Grundgerüst mit einigen lokalen Veränderungen verwenden, die es ihnen ermöglichen, sich der Erkennung durch Immunrezeptoren zu entziehen. "Es ist einer der Heureka-Momente der Wissenschaft, wenn in der Evolution das molekulare Wettrüsten zwischen Pflanzen und Krankheitserregern durch Strukturveränderungen innerhalb einer gemeinsamen dreidimensionalen Proteinarchitektur erklärt werden kann", sagt Paul Schulze-Lefert.

Quelle: MPIPZ

• Muster der Biodiversität endemischer Samenpflanzen entschlüsselt
• Mit der molekularen Schere den Traum von Mendel verwirklichen
• Nachhaltige Moornutzung – wirtschaftlich und ökologisch

Alle Nachrichten dieser Woche

• Wie sich Seegras um die Welt verbreitete
• Klimakrise beschleunigt Artensterben – auch in den Anden
• Mehr Nützlinge und weniger Schädlinge in Mischkulturen 

Alle Nachrichten dieser Woche

• Form und Funktion von Inselpflanzen
• Auch Wurzeln können Wärme messen
• Physiker*innen beobachten Genscheren live
• Termiten als Ursache der Feenkreise in der Namib-Wüste bestätigt

Alle Nachrichten dieser Woche

• Logistik-Ansatzpunkt für effizientere Photosynthese identifiziert
• "Wer mit wem" das Blatt-Mirkobiom bildet
• Lokaler TV-Bericht auf Neukaledonien führt zur Entdeckung einer neuen Pflanzenart

Alle Nachrichten dieser Woche

Der Molekularbiologe Professor Holger Puchta vom Karlsruher Institut für Technologie (KIT) erhält für eine Arbeit zur gezielten Restrukturierung von Pflanzengenomen eine Förderung in einem Reinhart Koselleck-Projekt der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG). Als Pionier der Grünen Gentechnik setzt Puchta seit 30 Jahren molekulare Scheren bei Pflanzen ein. Das neue Projekt zielt darauf, mithilfe der CRISPR/Cas-Methode Gene in Kulturpflanzen frei zu kombinieren – und damit den Traum von Gregor Mendel zu verwirklichen. Angesichts der globalen Erwärmung benötigen jetzige Kulturpflanzen mehr Land, mehr Wasser und mehr Dünger. „Die molekulare Schere kann Pflanzen so verändern, dass sie mit Hitze besser zurechtkommen. Zudem kann die CRISPR/Cas-Methode Pflanzen resistenter gegen Krankheiten und Schädlinge machen. Dies ermöglicht, den Einsatz von Pestiziden zu verringern“, erklärt Puchta. Das Vorhaben ist auf fünf Jahre ausgelegt und wird mit insgesamt 1,22 Millionen Euro gefördert. Bei den Reinhart Koselleck-Projekten handelt es sich um die höchstdotierte Exzellenzförderung der DFG für Personen.

Quelle: KIT

Der Mensch ist eine große Bedrohung für die biologische Vielfalt. Um sie zu schützen, ist es wichtig, ihre Ursprünge zu verstehen. Eine entscheidende Rolle spielen dabei Arten, die evolutionär einzigartig sind, das heißt wenige oder keine nah verwandten Arten haben, und nur in einem begrenzten Gebiet vorkommen, also endemisch sind. Ein internationales Forschungsteam unter der Leitung der Universität Göttingen hat nun globale Muster der Verbreitung endemischer Samenpflanzen aufgedeckt und Umweltfaktoren ermittelt, die ihren Endemismus beeinflussten. Dazu analysierten die Forschenden einen umfangreichen Datensatz zum regionalen Vorkommen von Samenpflanzen, der etwa 320.000 Arten aus weltweit 912 Regionen umfasste. Im Fachjournal PNAS schildern sie ihre Erkenntnisse für den weltweiten Schutz von Biodiversität.

Quelle: Uni Göttingen

Eine internationale Gruppe von Forschenden rekonstruierte die Besiedlungsgeschichte des Seegrases Zostera marina von dessen Ursprung im Nordwestpazifik über den Pazifik und Atlantik bis ins Mittelmeer. Darüber hinaus stellten sie eine Verringerung der genetischen Vielfalt fest, was Anlass zur Frage gibt, wie gut sich Seegras an das sich verändernde Klima anpassen kann. Seegräser sind die einzigen vollständig unter Wasser lebenden blühenden Meerespflanzen, die Küstenlebensräume auf der ganzen Welt erobert haben. Die Ergebnisse des Forschungsteams unter Leitung von Professor Dr. Thorsten Reusch, Meeresbiologe am GEOMAR Helmholtz-Zentrum für Ozeanforschung Kiel, sind im Fachmagazin Nature Plants erschienen.

Quelle: GEOMAR

Die Erderwärmung verändert die Pflanzengemeinschaften der Berggipfel weltweit. In den südamerikanischen Anden, der längsten Gebirgskette der Erde, breiten sich Pflanzenarten in höher gelegenen Bergregionen aus, während immer mehr angestammte Gebirgspflanzen – auch von Arten aus Europa – zurückgedrängt werden. Zu diesem Befund kommt ein internationales Forschungsteam mit Beteiligung der Österreichischen Akademie der Wissenschaften und Universität für Bodenkultur (BOKU) Wien, und veröffentlichten ihre Ergebnisse im Fachmagazin Fachjournal Global Ecology and Biogeography. 

Quelle: ÖAW

DFG und Leopoldina unterstützen Vorschlag der EU-Kommission zum Umgang mit neuen Gentechnikmethoden in Pflanzenzucht
Die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) und die Nationale Akademie der Wissenschaften Leopoldina haben in einer heute erschienenen gemeinsamen Stellungnahme den am 5. Juli 2023 veröffentlichten Entwurf der Europäischen Kommission zum Umgang mit neuen Gentechnikmethoden in Pflanzenzucht und Landwirtschaft begrüßt. Nach ihrer Überzeugung wird die vorgeschlagene Gesetzesänderung die Pflanzenforschung erleichtern und dazu beitragen, das große Potenzial der neuen Züchtungstechniken für eine nachhaltigere Landwirtschaft in Europa zu nutzen.

Quelle: DFG

Phosphor zählt weltweit zu den am häufigsten eingesetzten Düngemitteln. Doch die natürlichen Phosphorvorkommen schrumpfen. Eine Alternative könnte Biochar darstellen, eine spezielle Pflanzenkohle, die beim Verbrennen von Biomasse entsteht. Unklar war aber bisher, wie sich die Kombination von Biochar und den weitverbreiteten Mykorrhizapilzen auf die Pflanzen auswirkt. Nun haben Forschende des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) mittels Genexpressionsanalyse gezeigt, dass die „Antwort“ von Tomatensetzlingen auf die Mykorrhizasymbiose – und damit ihre Phosphaternährung – vom Ausgangsstoff des Biochars abhängt. Die Ergebnisse sind in Science of the Total Environment veröffentlicht.

Quelle: KIT

• Review: Wie Chemikalieneinsatz und der Verlust der Artenvielfalt zusammenhängen
• Neue FOR: Dynamische Regulation der protonenmotorischen Kraft der Photosynthese
• DFG setzt auf Nachhaltigkeit im Förderhandeln

Alle Nachrichten dieser Woche

• Klimawandel: natürliche Genvariante entdeckt, die Gerste früher blühen lässt
• Weizen, Einkorn, Emmer und Dinkel unterscheiden sich in der Protein-Zusammensetzung
• Neue resistente Reissorten gegen bakterielle Erkrankung in Afrika

Alle Nachrichten dieser Woche

• Neuer Mechanismus: Vom Fremd- zum Selbstbestäuber
• Klima bestimmt Vegetationsformen
• Neue Art der Zentromer-Organisation
• Neue Methode analysiert Verteilung und Transport von Elementen in einzelnen Zelltypen

Alle Nachrichten dieser Woche

• Verständnis der Blütendegeneration bei Gerste erschließt höheres Ertragspotenzial
• Plasmabehandeltes Wasser stärkt Gerstenpflanzen
• Allianz für Innovative Pflanzenwissenschaften TRANSCEND gestartet

Alle Nachrichten dieser Woche

Die Zielerkennung des CRISPR/Cas-Komplexes haben Forschende der Physik in Echtzeit beobachtet. Mit der neuen Methode messen sie kleinste Verdrehungen und Drehmomente von Molekülen innerhalb von Millisekunden mit höchster Auflösung. Mit den gewonnenen Daten kann der Erkennungsprozess genau charakterisiert und modelliert werden, um die Präzision der Genscheren zu verbessern. Die Ergebnisse des Teams um Prof. Dr. Ralf Seidel und Dominik Kauert von der Fakultät für Physik und Geowissenschaften wurden in der Fachzeitschrift Nature Structural and Molecular Biology veröffentlicht.

Quelle: Uni Leipzig

In der über zehnjährigen Diskussion um die Ursache der mysteriösen kahlen Kreise in Grasflächen am Ostrand der Namib-Wüste wurde nun bestätigt, dass Termiten die Ursache sind. Das ist das Resultat einer Veröffentlichung von Forschenden des Fachbereichs Biologie der Universität Hamburg, die in der Fachzeitschrift Perspectives in Plant Ecology, Evolution and Systematics (PPEES) erschienen ist. Gleichzeitig widerlegen sie zentrale Argumente der von Ökosystem-Modellierern vertretenen Erklärung, die Kreise würden durch Selbstregulierung der Gräser verursacht.

Quelle: Uni Hamburg

Die Nationale Strategie zur biologischen Vielfalt (NBS) ist seit 2007 die zentrale Naturschutzstrategie der Bundesregierung. Vor dem Hintergrund der Beschlüsse zum „Kunming-Montreal Global Biodiversity Framework" (GBF) und der EU-Biodiversitätsstrategie 2030 besteht deutlicher Aktualisierungs- und Anpassungsbedarf. Das Bundesumweltministerium hat daher den Entwurf eines Ziele- und Maßnahmenkatalog der Nationalen Strategie zur biologischen Vielfalt (NBS 2030) zur Kommentierung vorgelegt. Der Verband Biologie, Biowissenschaften und Biomedizin in Deutschland e.V. (VBIO), in dem auch die DBG Mitglied ist, hat gemeinsam mit den Deutschen Naturforschenden Sammlungen (DNFS) die Gelegenheit genutzt, diesen Entwurf zu kommentieren. VBIO und DNFS begrüßen darin die Neuauflage der Nationalen Biodiversitätsstrategie, kritisierten allerdings, dass die darin beschriebenen Maßnahmen in vielen Fällen zu wenig konkret sind. Vielfach fehlen belastbare Angaben dazu, wie eine Umsetzung der formulierten Ziele erreicht werden kann.

Quelle: VBIO

Mikrobiologinnen und Mikrobiologen der ETH Zürich haben Modelle entwickelt, die anhand von Nahrung und Stoffwechsel pflanzenbewohnender Bakterien vorhersagen können, wie die Mikroben auf der Blattoberfläche der Modellpflanze Arabidopsis thaliana wechselwirken und so das Mikrobiom bilden. Ihre Ergebnisse schildern die im Fachblatt Science.

Quelle: ETH Zürich

Heute wurde ein Gesetzentwurf von der EU-Kommission vorgelegt, in dem das Gentechnikrecht entsprechend des aktuellen Standes der Wissenschaft novelliert wird. Demnach sollen Pflanzen, die mit Hilfe neuer genomischer Techniken (NGT) gezüchtet wurden, ohne dass dabei Gene einer anderen Art eingefügt wurden, dem gleichen Prozess der Sortenzulassung unterliegen, wie
konventionell gezüchtete Pflanzen. Das Exzellenzcluster für Pflanzenwissenschaften (CEPLAS) begrüßt diesen Vorschlag  ausdrücklich, da mit dieser Regelung die Etablierung einer nachhaltigen Landwirtschaft und die Reduktion des Pestizidverbrauchs in der EU massiv erleichtert werde.

Quelle: CEPLAS

Die fünf großen mathematisch-naturwissenschaftlichen Gesellschaften mit zusammen über 130.000 Mitgliedern (wissenschaft-verbindet.de) nehmen Stellung zur Novelle des Wissenschaftszeitvertragsgesetzes (WissZeitVG) und den geplanten Änderungen des Befristungsrechts für die Wissenschaft aus dem Bundesministerium für Wissenschaft und Forschung (BMBF). 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) unterstützen das Ziel des BMBF, Beschäftigungsverhältnisse in der Wissenschaft planbarer zu gestalten. Sie kritisieren jedoch einzelne Punkte des geplanten Gesetzes:

• das Gesetz müsse von einer angemessenen Grundfinanzierung der Hochschulen und Forschungseinrichtungen begleitet werden und ausreichend Ressourcen für Entfristungen enthalten
• die vorgeschlagene Befristungsregelung für Postdocs (4 + ggf. 2 Jahre) sei die untere Grenze einer Befristung und vernachlässige fachliche Besonderheiten. Ohne mehr Dauerstellen schränken sie Perspektive und Planungssicherheit der Forschenden ein und gefährden die internationale Wettbewerbsfähigkeit des Wissenschaftsstandorts Deutschland
• Neben Tenure-Track müssen alternative Qualifizierungspfade für unbefristete Positionen erhalten bleiben und es müsse nationale und internationale Nachwuchsförderungsprogramme geben
• die pauschale Mindestvertragslaufzeit von einem Jahr für studienbegleitende Beschäftigung sollte flexibel an die Dauer der übertragenen Aufgaben anzupassen sein
• die vorgesehene Öffnung im Rahmen von Tarifverträgen wird von den Dachverbänden kritisiert, da sie Vergleichbarkeit der Verträge und die Mobilität der Forschenden gefährde

Quelle: VBIO

2.087 wilde Tier- und Pflanzenarten haben ausgewiesene Artenkenner*innen und engagierte Citizen Scientists seit 22. Mai 2023 auf dem Campus der Universität Hohenheim in Stuttgart bestimmt und digital erfasst. Darunter seltene Spinnenarten, Wildorchideen oder scheue Dachse. Damit geht die Universität als artenreichster Campus Europas aus der ICA Biodiversity Challenge 2023 hervor. Auf Platz zwei und drei folgen die Schwedische Universität für Agrarwissenschaften (SLU) mit 1.873 und die belgische KU Leuven mit 1.453 Spezies. Nicht mitgezählt wurden über 8.000 verschiedenen Pflanzenarten, die in den Hohenheimer Gärten durch Menschenhand kultiviert werden. Insgesamt beteiligten sich 17 Universitäten aus 13 Ländern Europas. Ausgerichtet wurde der Wettbewerb von der Association for European Life Science Universities (ICA). Ein erklärtes Ziel aller teilnehmenden Universitäten ist es, Bewusstsein für das dramatische Artensterben weltweit und die Bedeutung der Biodiversität zu schaffen.

Quelle: Uni Hohenheim

Ob Pflanzen tiefwurzelnde Kulturen in der Fruchtfolge helfen können, Wasser und Nährstoffe in den Böden besser nutzen, die Bodenqualität verbessern und so die Lebensmittelproduktion und die Einkommen in der Landwirtschaft zu sichern, erforscht ein neues Projekt. Dazu wollen die Forschenden konkret Kümmel, Fenchel und Koriander auf denselben Feldern anpflanzen wie Weizen. Das Forschungsteam um Prof. Dr. Miriam Athmann, Leiterin des Fachgebiets Ökologischer Land- und Pflanzenbau an der Uni Kassel, untersucht, inwieweit ein „Hydraulic Lift“ wirkt, den man von manchen Baumarten kennt: Sie geben aus tiefen Bodenschichten aufgenommenes Wasser in oberen Bodenschichten wieder ab und verbessern so die Wasser- und Nährstoffverfügbarkeit auch für benachbarte flacher wurzelnde Pflanzen. Mit einer Unterstützung des Landes Hessen in Höhe von 4,8 Mio. Euro erforscht ein LOEWE-Projekt unter Leitung der Uni Kassel nun das Potenzial von Mischkulturen von Weizen mit den Gewürzpflanzen.

Quelle: Uni Kassel

Chemikalien in der Umwelt werden in der Wissenschaft nicht ausreichend als eine der Ursachen für den Schwund der Artenvielfalt in den Blick genommen. Dies zeigen 40 Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des Forschungsnetzwerks RobustNature an der Goethe-Universität Frankfurt und kooperierenden Instituten in einer Studie, die jetzt in der Zeitschrift Nature Ecology and Evolution veröffentlicht worden ist. Dazu hat das Team die wissenschaftliche Literatur der Jahre 1990 bis 2021 analysiert: Demnach werden die sehr zahlreichen Forschungsarbeiten zur Umweltbelastung durch Chemikalien in einer nur geringen Anzahl hochspezialisierter ökotoxikologischer Fachzeitschriften veröffentlicht, in denen nur sehr selten Arbeiten über den Verlust der Artenvielfalt zu finden sind. Die Forschenden sehen in einem interdisziplinären Ansatz eine neue Chance, den Verlust der Biodiversität besser zu verstehen, um effizienter Gegenmaßnahmen ergreifen zu können. Dazu untersuchen sie die Wechselwirkungen zwischen chemischer Belastung und Biodiversitätsverlust.

Quelle: Uni Frankfurt

„Obwohl die protonenmotorische Kraft (PMF) bereits intensiv untersucht wurde, ist das Verständnis ihrer Regulation und Integration in die Physiologie von Pflanzen sehr lückenhaft – diese Forschungslücken wollen wir nun schließen“, erklärt deren Sprecher, Prof. Dr. Michael Hippler, anlässlich des Förderbescheids der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) für eine neue Forschungsgruppe (FOR). Die gemeinsam mit dem Schweizerischen Nationalfonds geförderte FOR will daher verstehen, wie der Aufbau und die Modulation der PMF reguliert wird, um die Photosynthese unter veränderlichen Bedingungen zu optimieren. Beteiligt an der Gruppe sind neben vier weiteren Arbeitsgruppen an der Westfälischen Wilhelms-Universität Münster (WWU, mit ihren AGs um die Pflanzenwissenschaftler*innen Buchert, Busch, Finkemeier und Schwarzländer vom Institut für Biologie und Biotechnologie der Pflanzen) die Universitäten Aachen, Düsseldorf, Kassel, Marburg, München und Rostock sowie Gruppen an der Universität Basel in der Schweiz, der Universitäten in Okayama und Osaka (beide Japan) und der Universität Michigan (USA). Die DFG fördert das Projekt mit dem Titel „Dynamische Regulation der protonenmotorischen Kraft in der Photosynthese“ mit vier Millionen Euro für vier Jahre.

Quelle: WWU

Wie Aufbau und Modulation der protonenmotorische Kraft (PMF) reguliert werden, um die Photosynthese unter veränderlichen Bedingungen zu optimieren, will eine der neuen Forschungsgruppen (FOR) klären. Die von Sprecher Professor Dr. Michael Hippler von der Uni Münster koordinierte FOR ist eine der sieben neu von der Deutschen Forschungsgmeinschaft geförderten wissenschaftlichen Gruppen. Sie wird zusätzlich vom Schweizerischen Nationalfonds unterstützt. Die PMF ist das Herzstück des Energiestoffwechsels und treibt die meisten Zellfunktionen an; sie ist so universell wie der genetische Code. In Pflanzen hat sie eine zentrale Rolle für das Funktionieren der oxygenen Photosynthese.

Quelle: DFG

Das PathFinder-Projekt (Towards an Integrated Consistent European LULUCF* Monitoring and Policy Pathway Assessment Framework) befasst sich mit der Anforderung der Europäischen Kommission nach europaweit vereinheitlichten, wissenschaftlich belastbaren Daten zum Wald, die in kurzen Abständen aktualisiert werden. Die Forschenden erarbeiten die wissenschaftlichen Grundlagen für eine entsprechende Ergänzung der nationalen Waldinventuren. Beteiligt sind 23 Einrichtungen aus 15 europäischen Ländern, darunter auch Forschende der Abteilung Waldinventur und Fernerkundung an der Universität Göttingen. PathFinder wird von der Europäischen Kommission im Rahmen ihres Programms Horizon Europe mit sechs Millionen Euro gefördert.

Quelle: Uni Göttingen

Die Präsenz- und online-Veranstaltung der Hector Fellow Academy (HFA) gGmbH mit dem Titel „Licht in der Biologie“ – Photosynthese, Sehprozesse und neuronale Anwendungen“ findet am 6. Juli 2023 um 18 Uhr in Berlin statt. Peter Hegemann ist wissenschaftlicher Ausrichter und Gastgeber des Symposiums. Hegemann ist ein weltweit bekannter Photobiologe, einer der Entdecker der Channelrhodopsine in Algen und Mitbegründer der Optogenetik. Eingladen als Redner*innen sind:

• Athina Zouni, Expertin auf dem Gebiet der Photosynthese und Professorin am Institut für Biologie der Humboldt-Universität zu Berlin. Sie wird unter anderem die Frage beantworten, welche Rolle die Photosynthese in naher Zukunft mit Blick auf die Energieversorgung spielen könnte.
• Lauren Sumner-Rooney, Emmy-Noether-Nachwuchsgruppenleiterin am Museum für Naturkunde und am Leibniz-Institut für Evolutions- und Biodiversitätsforschung, wird „Wie Tiere die Welt sehen“ erläutern.
• Die Neurologin Hannah Monyer vom Universitätsklinikum Heidelberg und Deutschen Krebsforschungszentrum, wird darstellen, welchen Beitrag das Werkzeug der Optogenetik leisten kann, um das menschliche Gedächtnis besser zu verstehen.

Die Vorträge werden auf Deutsch und Englisch gehalten und in die jeweils andere Sprache simultan übersetzt. Moderiert wird der Abend von Dr. Philip Häusser, bekannt als TV-Moderator u.a. für Sendungen wie Terra X Lesch & Co und Buchautor. Gäste haben die Möglichkeit in Präsenz im Langenbeck-Virchow-Haus Berlin oder online via Livestream teilzunehmen. Um Anmeldung wird gebeten.

Quelle: HFA

In der Fachzeitschrift eLife berichten Forschende von ihrer Entdeckung einer jüngst in Tansania ausgebrochenen Bakterieninfektion – und beschreiben, wie sie eine afrikanische Reissorte so verändert haben, damit sie gegen den Erreger resistent ist. Die bakterielle Reiskrankheit Weißblättrigkeit, ausgelöst von dem Erreger Xanthomonas oryzae pathovar oryzae (kurz: Xoo) führt alljährlich zu großen Ernteverlusten. Prof. Dr. Wolf B. Frommer vom Institut für Molekulare Physiologie der Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf (HHU), der das internationale Forschungskonsortium Healthy Crops leitet, erklärt: „Um die afrikanische Reiserzeugung vor der neuen Bedrohung durch diese pathogenen Bakterien zu schützen, haben wir neue Züchtungsmethoden angewendet, um die ‚Schlösser‘ der beliebten ostafrikanischen Elitereissorte Komboka auszutauschen, damit der ‚Schlüssel‘ des Erregers die Speisekammer nicht mehr aufsperren und somit die Krankheit gar nicht erst verursachen kann. Die optimierten Linien weisen ein breites Resistenzspektrum gegen Vertreter aller uns bekannten asiatischen und afrikanischen Xoo-Stämme auf, darunter auch gegen die Stämme, die kürzlich in Tansania entdeckt wurden.“

Quelle: HHU

Die fünf Weizenarten Einkorn, Emmer, Dinkel sowie Hart- und Weichweizen und ihre Sorten unterscheiden sich deutlich in der Zusammensetzung ihrer Proteine. Dies ist das Ergebnis einer großangelegten Studie der Universität Hohenheim in Stuttgart und der Universitätsmedizin Mainz. Die Forschenden identifizierten in 150 Mehlproben insgesamt 2.896 verschiedene Proteine – in jeder Art über 2.500, wie sie im Fachjournal npj Science of Food darlegen. „Nach unserem Wissen ist das eine der umfangreichsten Proteom-Studien bei Getreide, die es bisher gab. Sie setzt einen Meilenstein für eine zukünftig deutlich zielgerichtetere Proteinforschung bei Weizen“, ist Prof. Dr. Friedrich Longin von der Landessaatzuchtanstalt an der Universität Hohenheim überzeugt. Neben dem Anbauort spielt vor allem die jeweilige Sorte eine Rolle. Das ließe sich nutzen: Proteine, deren Vorkommen vor allem von der Sorte abhängt, könnten durch zielgerichtete Züchtung beeinflusst werden – für eine bessere Backqualität, für bessere Erträge oder für eine bessere Verträglichkeit.

Quelle: Uni Hohenheim

• Versteckspiel im Centromer
• Analyse einzelner Pflanzenzellen offenbart Biosynthese von Naturstoffen
• Was den Appetit auf Insekten weckt

Alle Nachrichten dieser Woche

Biolog*innen belegen einen alternativen genetischen Mechanismus, durch den Pflanzen zu Selbstbestäubern werden können. Dazu führten Konstanzer Forschende ein umfangreiches Experiment durch: Sie kreuzten Individuen aus selbstinkompatiblen und selbstkompatiblen Felsenschaumkresse-Populationen in sämtlichen möglichen Kombinationen. Anschließend bestimmten sie das Fortpflanzungssystem von über 1.500 Nachkommen und brachten dies mit genetischen Daten über die von den Nachkommen vererbten Varianten des S-Gens (S-Allelen) in Zusammenhang. Die Forschenden konnten unter anderem zeigen, dass Kreuzungen zwischen Fremd- und Selbstbestäubern bei den Nachkommen zu beiden Fortpflanzungssystemen führen können. Ausschlaggebend sind dabei die S-Allele des selbstinkompatiblen Partners. Das S-Gen spielt also auch bei dem Verlust der Selbstinkompatibilität der Felsenschaumkresse eine Rolle. Die Forschenden fanden jedoch keine Belege dafür, dass dieser durch eine Funktionsverlustmutation erklärt werden kann, wie sie im Fachjournal Nature Communications zeigen.

Quelle: Uni Konstanz

Das Zentromer ist der Bereich des Chromosoms, an dem die Mikrotubuli während der Zellteilung ansetzen. Im Gegensatz zu monozentrischen Chromosomen mit einem Zentromer sind bei holozentrischen Arten in der Regel hunderte sogenannter Zentromer-Einheiten entlang beider Schwesterchromatiden verteilt. Ein internationales Forschungsteam hat eine neue Organisationsform des Zentromers entdeckt. Diese könnte ein bisher noch fehlendes evolutionäres Glied im Übergang vom Mono- zum Holozentromer sein. Die Ergebnisse des Forschungsteams unter Führung des Leibniz-Instituts für Pflanzengenetik und Kulturpflanzenforschung (IPK) sind jetzt im Journal Nature Communications veröffentlicht worden.

Quelle: IPK (pdf)

Die Klimaerwärmung beschleunigt den Abbau von Humus. Dabei reduzieren sich auch die vermeintlich stabilen Wachs- und Holzstoffe, die den Pflanzen bei der Speicherung von Kohlenstoff in den Blättern und Wurzeln helfen. Dies zeigen Forschende der Universität Zürich im Sierra Nevada National Forest in Kalifornien. Bisher ging die Wissenschaft davon aus, dass chemisch stabilere Verbindungen dem natürlichen Abbau länger widerstehen und somit Kohlenstoff im Boden speichern. Die Studie unter der Leitung von Forschenden des Geographischen Instituts der UZH zeigt, dass Lignin, das den Pflanzen Steifigkeit verleiht, um 17% reduziert war. Cutin und Suberin – wachsartige Verbindungen in Blättern, Stängeln und Wurzeln, die die Pflanzen vor Krankheitserregern schützen –, waren fast 30% weniger vorhanden. Selbst der pyrogene, organische Kohlenstoff, der nach einem Waldbrand zurückbleibt, war deutlich weniger vorhanden, wie die Forschenden in der Fachzeitschrift Nature Geoscience zeigen.

Quelle: Uni Zürich

Ein internationales Forschungsteam hat eine neue Methode entwickelt, die fluoreszenzaktivierte Zellsortierung (FACS) kombiniert mit induktiv gekoppelter Plasma-Massenspektrometrie (ICP-MS). Damit erfasste es die Konzentration von Mineralstoffen in verschiedener Zellpopulationen in den Wurzeln von Arabidopsis thaliana-Pflanzen, wie das Team unter Leitung des Leibniz-Instituts für Pflanzengenetik und Kulturpflanzenforschung (IPK) im Fachjournal Nature Communications berichtet. Die Kartierung der Verteilung einzelner Mineralstoffe in unterschiedlichen Zelltypen ist wichtig, um zu verstehen, wie Nährstoffe und toxische Elemente von den Wurzeln auch in oberirdische Organe der Pflanze gelangen und physiologisch wirksam werden.

Quelle: IPK (pdf)

Das Klima spielt die dominante Rolle für die Herausbildung globaler Vegetationsmuster, zeigt eine neue Studie in Science, die vergangene Woche publiziert und heute der Öffentlichkeit vorgestellt wurde. Darin entkräften die Forschenden mit einem neuartigen Modell das bislang geltende Paradigma der alternativen Ökosystemzustände und belegen, dass es meistens von klimatischen Faktoren abhängt, ob Regionen in Afrika von Wald oder Savanne bedeckt sind. "Die Forschungsergebnisse stärken daher die Annahme, dass wissenschaftlich gut begründete Prognosen in Bezug auf den Klimawandel eine verlässliche Basis sind, um bevorstehende Veränderungen von Ökosystemen und Vegetation richtig einschätzen zu können – nicht allein in Afrika, sondern auch in anderen Regionen der Erde“, sagt Erstautor Prof. Dr. Steven Higgins, Inhaber des Lehrstuhls für Pflanzenökologie an der Universität Bayreuth. Gleichzeitig warnen die Autor*innen der Studie vor Maßnahmen, die den Einfluss des Klimas auf die Vegetation unterschätzen. „Die Annahme, die natürliche Kohlenstoffspeicherung auf der Erde lasse sich durch eine großräumige Umwandlung afrikanischer Savannen in Waldgebiete steigern, ist verfehlt und sogar gefährlich. Derartige Aufforstungen hätten voraussichtlich wenig Erfolg, da die Waldplantagen unter diesen Klimabedingungen nicht lange überdauern können. Sie würden aber die Biodiversität der Savannenökosysteme beschädigen“, sagt Dr. Timo Conradi, Bayreuther Ko-Autor der Studie.

Quelle: Uni Bayreuth

• Wildpflanzen können sich bei landwirtschaftlicher Vermehrung verändern
• Wegweiser durchs Pflanzengenom
• Physikern gelingt Rekonstruktion der Sauerstoffbildung
• Mikroskopie-Plattform online: virtueller Durchblick für alle

Alle Nachrichten dieser Woche

• Pilzinfektionen von Nutzpflanzen bedrohen die globale Ernährungssicherheit
• Klimawandel: Wäldern des Mittelmeerraums droht Versteppung
• Trotz Schutzverpflichtung: Europas letzte Urwälder verschwinden weiter
• Drei bisher unbekannte Arten peruanischer Hundsgiftgewächse

Alle Nachrichten dieser Woche

• Nicht-einheimische Pflanzen breiten sich auf Meeresinseln aus
• Brachen fördern die Artenvielfalt von Agrarvögeln
• Algenfarmen zur Züchtung von Makroalgen vom Start-up
• Ausgezeichnet: Wieviel Stickstoff aus Aquakultur-Abwässern Seegraswiesen vertragen

Alle Nachrichten dieser Woche

Auf den Campus der Uni Hohenheim laden Forschende Bürger*innen ein, mit Kescher, Lupe und Mikroskop am Samstag, 17. Juni 2023, ab 13 Uhr, die Artenvielfalt zu entdecken. So kann man in die faszinierende Vielfalt unserer Ökosysteme eintauchen, sich in Sachen Artenwissen schlau machen und gemeinsam mit Expert*innen Tiere und Pflanzen zu bestimmen. Geboten werden Führungen, Mini-Exkursionen und Mitmach-Stationen zu verschiedenen Arten – von Bienen und Spinnen, Wiesenpflanzen und Mammutbäumen, Fledermäusen und Siebenschläfern bis hin zu Vögeln. An Ständen regionaler Akteure kann man sich über aktuelle Ideen zur Förderung der Biodiversität informieren. Es sind alle eingeladen, die Lust auf biologische Vielfalt haben! Der Tag der Artenvielfalt an der Universität Hohenheim ist Teil der ICA Biodiversity Challenge, an der Forschende der Universität Hohenheim und des Naturkundemuseums Stuttgart teilnehmen mit dem Ziel, 1.000 Arten auf dem Campus zu erfassen und diesen als den „artenreichsten Campus Europas“ zu nominieren.  

Quelle: Uni Hohenheim

Unter dem Titel "Wissenschaft muss machbar bleiben" legt der Verband Biologie, Biowissenschaften und Biomedizin in Deutschland (VBIO) mit 4.500 individuellen und 25 institutionellen Mitgliedern, mit ihrerseits über 25.000 Mitgliedern, seinen Tätigkeitsbericht des vergangenen Jahres (pdf) vor. Organisatorisch waren die vielfältigen Aktivitäten des VBIO im Jahr 2022 geprägt vom Übergang aus den Einschränkungen der Covid-Pandemie hin zur Normalität mit Präsenzveranstaltungen. Online-Formate waren gekommen um zu bleiben, da sie vielfach effiziente und ressourcenschonende Kommunikation ermöglichen. Preisverleihungen, konstituierende Sitzungen oder intensive Dialoge leben vom persönlichen Austausch und Kontakt. Neue Weiterbildungs- und Diskussionsangebote wurden für die Zukunft entwickelt. Der VBIO, dem auch unsere DBG Mitglied ist, hat 2022 die Zusammenarbeit mit den mathematisch-naturwissenschaftlichen Gesellschaften ausgebaut und durch gemeinsame Stellungnahmen und Veranstaltungen sichtbar gemacht, als Dachverband dafür eingesetzt, dass biowissenschaftliche Forschung weiterhin machbar bleibt und uns auf politischer Ebene zu Wort gemeldet.

Quelle: VBIO

Arten, die aus anderen Gebieten einwandern, stellen eine der fünf großen Bedrohungen für den Erhalt der Biodiversität dar. Ihre Wanderungen werden weltweit möglichst genau beobachtet, um einheimische Ökosysteme und ihre darin beheimateten Arten zu erhalten. Auch das beliebte englische Hasenglöckchen (Hyacinthoides non-scripta) schien durch eine invasive Art, das spanische Hasenglöckchen (H. hispanica) bedroht. Jetzt fand ein internationales Team von Wissenschaftler:innen heraus, dass die Invasorin für die heimische Flora nicht gefährlich ist und – noch überraschender – gar nicht aus Spanien stammt. „Das Ergebnis zeigt einmal mehr, wie wichtig es ist, die Biodiversität genau unter die Lupe zu nehmen. Nur auf Basis wissenschaftlich fundierter Ergebnisse können wirksame Maßnahmen zum Schutz der Biodiversität lokal, regional und globale ergriffen werden“, kommentiert Prof. Johannes Vogel. Der Generaldirektor des Museums für Naturkunde (MfN) Berlin ist Coautor der Studie, die er noch als Keeper of Botany in London mitinitiiert hat, die unter der Leitung des Royal Botanic Garden Edinburgh (RBGE) durchgeführt und bei Plants, People, Planet veröffentlicht wurde.

Quelle: MfN

In den vergangenen 50 Jahren sind immer mehr Menschen vom Land in die Stadt gezogen. Mehr als die Hälfte der Weltbevölkerung lebt heute in oder nahe einer Stadt. Bis 2050 wird ein Anstieg auf etwa 70 Prozent erwartet. Zurück bleiben verlassene Felder, Weiden, Minen, Fabriken und ganze Dörfer. Seit den 1950er Jahren ist die Fläche der brachliegenden Landschaft weltweit auf ungefähr 400 Millionen Hektar angewachsen; Kriege und der Klimawandel treiben diese Entwicklung zusätzlich voran. Wie Forschende der Universität Göttingen und des Internationalen Instituts für Angewandte Systemanalyse (IIASA) in Österreich am 11. Mai im Fachmagazin Science zeigen, kann die Nutzungsaufgabe von Flächen sowohl eine Chance als auch eine Bedrohung für die Artenvielfalt sein und machen klar, dass Brachflächen bei der Bewertung von globalen Wiederherstellungs- und Erhaltungszielen entscheidend sind.

Quelle: Uni Götttingen

Der Zucker Saccharose gewährleistet nicht nur die Kohlenhydratversorgung der Wurzel, sondern dient gleichzeitig als Signalgeber für die Ausbildung einer lichtabhängigen Wurzelarchitektur. Das geschieht auf zwei Wegen: Zum einen steuert Saccharose direkt das Längenwachstum der Zentralwurzel. Zum anderen reguliert die zur Wurzelspitze transportierte Saccharose die Produktion des Pflanzenhormons Auxin. Dieses Hormon ist Taktgeber für die periodische Ausbildung von neuen Seitenwurzeln. Die Ausbildung von Seitenwurzeln und die Verlängerung der Hauptwurzel wird durch den gemeinsamen Signalgeber synchronisiert. Das zeigen Pflanzenforschende um Dr. Stefan Kircher und Prof. Dr. Peter Schopfer von der Uni Freiburg im Fachmagazin Current Biology.

Quelle: Uni Freiburg

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

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)

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

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

Der Botanische Garten Berlin rückt anlässlich des am  22. Mai 1992 verabschiedeten UN-Übereinkommens über die biologische Vielfalt das dramatische Schwinden von Arten in den Fokus und setzt sich für den Erhalt der globalen Biodiversität ein. „Biodiversität und Artenschutz gehen uns alle an. Denn ausgestorbene oder bedrohte Arten sind nicht beliebig ersetz- oder reparierbar. Daher ist es wichtig, dass wir jetzt ins Tun kommen“, mahnt Thomas Borsch, Direktor des Botanischen Gartens Berlin. „Doch dafür braucht es dringend mehr Wissen, auch in der Breite unserer Gesellschaft. Sozusagen eine biologische Alphabetisierung. Denn gerade in Bezug auf den Erhalt der Pflanzenvielfalt vor der eigenen Haustür sind hier aktuell viele falsche Informationen im Umlauf. Das Verstreuen von Samen aus beliebigen, bunten Tütchen hilft bei der Erhaltung bedrohter Arten nicht weiter. Ganz im Gegenteil. Damit kann sogar großer Schaden angerichtet werden“, führt Borsch weiter aus. Der Botanische Garten führt aus, warum eine Art zu erhalten, viel komplexer ist, als es oft vermittelt wird, und Borsch mahnt: „Wir beobachten zunehmend, dass Pflanzenarten in Lebensgemeinschaften eingebracht werden, in die sie eigentlich nicht gehören."

Quelle: Botanischer Garten Berlin beim idw

Wie ein internationales Forschungsteam zeigt, können Centromere auch innerhalb einer einzigen Art erstaunlich unterschiedlich sein und erweitern damit unser Verständnis vom sog. „Centromer-Paradox” (beobachtete Vielfalt der Centromere in Größe und Struktur, die sich trotz derselben Funktion in den verschiedenen Pflanzen und Tieren entwickelt hat). Dazu analysierte das Team etliche Pflanzen der Art Arabidopsis thaliana sowie Material der Schwesterart Arabidopsis lyrata. In der Fachzeitschrift Nature schildern sie außerdem, welche molekularen Mechanismen für die schnelle Evolution der Centromere verantwortlich sind und welche Rolle sie bei der Entstehung neuer Arten spiele könnten. Demnach erzeugt eine Art Tauziehen zwischen „egoistischem“ Gen und zellulärem Aufräummechanismus die beobachtete genetische Vielfalt. An der Studie waren die Universität Cambridge, das Max-Planck-Institut für Biologie Tübingen und die Universität Sussex beteiligt.

Quelle: MPI für Biologie

Unter bestimmten Umständen entwickelt sich die seltene Tropenpflanze Triphyophyllum peltatum zum Fleischfresser. Das Haken- oder Dreifaltigblatt ist die einzig bekannte Pflanze weltweit, die sich manchmal zum Fleischfresser entwickeln kann: nämlich wenn ein Mangel an Phosphor vorliegt. Die Forschenden hatten die die Pflanzen verschiedenen Stressfaktoren ausgesetzt, darunter Mangel an verschiedenen Nährstoffen. Nur ein Phosphor-Mangel ließ sie zum Fleischfresser werden. Dann hält die Pflanzen, die nur sehr schwer in Kultur zu halten ist, kleine Insekten mit Klebfallen in Form von Sekrettropfen fest und verdaut sie mit speziellen Enzymen. Über ihre Ergebnisse berichten die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler der Leibniz Universität Hannover (LUH) und der Julius-Maximilians-Universität Würzburg (JMU) in der Fachzeitschrift New Phytologist.

Quelle: LUH

Ein internationales Team von Forschenden stellt eine vielversprechende Strategie zur Entschlüsselung von Stoffwechselwegen zur Bildung von Pflanzeninhaltsstoffe mit medizinischer Bedeutung vor. Das Forschungsteam untersuchte die Biosynthese von zwei Alkaloiden aus der Pflanze Catharanthus roseus, die in der Medizin als Krebstherapeutika eingesetzt werden. Mithilfe von Einzelzell-Analysen konnten die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler neue, für die Biosynthese wichtige Gene entdecken und zeigen, dass die Zwischenprodukte des Stoffwechselwegs in spezifischen Zelltypen angereichert werden. Ihre Ergebnisse haben die Forschenden der University of Georgia, USA, und des Max-Planck-Instituts für chemische Ökologie in Jena im Fachjournal Nature Chemical Biology Open Access veröffentlicht.

Quelle: MPI für chemische Ökologie

• Klimakrise und Biodiversitätskrise dürfen nicht isoliert betrachtet werden
• Invasive Arten richten so viel Schaden an wie Naturkatastrophen
• Arktische Eisalgen stark mit Mikroplastik belastet
• Kieselalgen bieten Lebensraum für viele Bakterien

Alle Nachrichten dieser Woche

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

• Cadmium in Kakaobohnen kartiert
• Weltweite Sojabohnen-Ernte: Genom des aggressiven Schadpilzes entschlüsselt
• Auch Zufall kann in der Evolution sehr wichtig sein
• Pathogendiagnostik via Web-Anwendung

Alle Nachrichten dieser Woche

• Wie sich Pflanzen an Stickstoffmangel anpassen
• 85 Prozent weniger CO₂-Ausstoß durch die alternative Nutzung auf Hochmoor-Grünland möglich
• Tomaten mit erhöhtem Betacyaningehalt gegen entzündliche Erkrankungen
• 80 Millionen Jahre alter Regenwald

Alle Nachrichten dieser Woche

• An der „Auferstehung“ sind viele Gene beteiligt
• Forschende stellen bisherige Funktionsweise der Photosynthese infrage
• Neuer Signalweg in Arabidopsis thaliana bei niedrigem Sauerstoffgehalt entdeckt
• HvSWEET11b spielt eine zentrale Rolle bei der Kornentwicklung von Gerste

Alle Nachrichten dieser Woche

• Forschende verwandeln Algen in funktionale Perowskite mit gewünschten Eigenschaften
• Trotz des Einsatzes von KI: Welche Arten aussterben, ist nicht vorhersagbar
• Globale Klimadaten erklären lokale Pflanzen-Zusammensetzung nur unzureichend
• Mit TurboID neue meiotische Proteine in Arabidopsis thaliana entdeckt

Alle Nachrichten dieser Woche

Die letzten Urwälder sind in vielen Teilen der Welt bedroht - so auch in Europa. In den meisten Ländern Europas finden sich nur wenige Urwälder, die zudem in der Regel klein und isoliert sind. Ein internationales Forschungsteam mit Beteiligung der Humblodt-Universität zu Berlin warnt nun in einem Kommentar in der Fachzeitschrift Science, dass der Verlust der letzten Urwälder Europas ungebremst voranschreitet, obwohl die EU Biodiversitätsstrategie 2020 ihren Schutz vorschreibt. Dem Forschungsteam zufolge mangelt es insbesondere an Wissen, wo sich die letzten Urwaldreste Europas befinden und fordert eine systematische Kartierung von naturnahen Wäldern in Europa.

Quelle: Humboldt-Universität zu Berlin

Trotz des weit verbreiteten Einsatzes von pilzabtötenden Pflanzenschutzmitteln (Fungiziden) gehen in der Landwirtschaft weltweit jedes Jahr zwischen 10 und 23 Prozent der Ernten durch Pilzbefall verloren. Weitere 10 bis 20 Prozent Verlust fallen nach der Ernte an. Die Situation wird sich zukünftig noch verschärfen, prognostizieren Forscherinnen aus Kiel und dem britischen Exeter in einem Kommentar in der Fachzeitschrift Nature. Es sei zu erwarten, dass sich durch die globale Erwärmung Pilzinfektionen stetig in Richtung der Pole ausbreiten. Dadurch werde es in mehr Ländern zu einer höheren Prävalenz von Pilzinfektionen kommen, die die Ernten schädigen. Mit ihrem Kommentar in Nature möchten die Professorin Eva Stukenbrock und ihre englische Kollegin Professorin Sarah Gurr Politik und Öffentlichkeit auf die Probleme der Nutzpflanzen und Pilzkrankheiten aufmerksam machen, um eine große Bedrohung für die weltweite Ernährungssicherheit abzuwenden.

Quelle: Uni Kiel

Mit dem Ziel, die Konsequenzen des menschengemachten Klimawandels für mediterrane Ökosysteme vorherzusagen, haben Geowissenschaftler*innen der Universität Heidelberg natürliche Klima- und Vegetationsschwankungen der vergangenen 500.000 Jahre untersucht. Dazu analysierten sie fossile Pollen, die in einem Sedimentkern aus Griechenland erhalten geblieben sind. Ihre im Fachmagazin Nature Communications veröffentlichten Untersuchungen legen nahe, dass bei anhaltender Trockenheit – wie sie aktuelle Klimamodellierungen vorhersagen – in der nahen Zukunft mit einer Versteppung der Wälder im Mittelmeerraum zu rechnen ist.

Quelle: Uni Heidelberg

Der „Campus Preis: Forschen für nachhaltige Zukunft“ zeichnet dieses Jahr die Dissertation der Biologin Esther Thomsen aus, die am Leibniz-Zentrum für Marine Tropenforschung (ZMT) die Folgen von Aquakulturen auf Seegraswiesen untersucht hat. Erstmals hat Thomsen einen Schwellenwert für Stickstoff im Wasser berechnet, ab dem die Gefährdung der Seegräser einsetzt. Denn Seegraswiesen erfüllen mehrere wichtige ökologische Funktionen. Der von Thomsen ermittelte Indikator kann in Zukunft genutzt werden, um dem Verlust dieser wichtigen Ökosysteme vorzubeugen, bevor die Schädigung irreversibel ist. Die Methode ist nicht nur in Hainan anwendbar, sondern auch auf andere Regionen übertragbar. Die Daten für Thomsens Arbeit wurden über einen Zeitraum von neun Jahren auf der Insel Hainan in China gesammelt. Nur durch die langjährige und enge Zusammenarbeit von Wissenschaftler*innen sei es überhaupt möglich gewesen, einen solchen Schwellenwert zu ermitteln, erklärt die Forscherin und plädiert für mehr Langzeitstudien wie ihre. Die Jury des CAMPUS PREISES hat überzeugt, dass mit dieser Arbeit ein konkretes Ergebnis – ein Schwellenwert als Indikator für Überdüngung - kombiniert mit praktischen Konsequenzen erzielt wurde. Das ist beispielhaft für nachhaltige Forschung, wie sie der Preis anerkennen möchte, der mit 3.000 Euro dotiert ist und jährlich von der KELLNER & STOLL-STIFTUNG FÜR KLIMA UND UMWELT, dem Leibniz-Zentrum für Marine Tropenforschung (ZMT), der Universität Bremen und dem Verein Alumni der Universität Bremen ausgelobt wird.

Quelle: ZMT

Ein neues Start-up entwickelt Algenfarmen, in denen die Makroalge Sargassum gezüchtet werden soll. Diese Algen binden große Mengen an CO₂ und dienen gleichzeitig der klimaschonendeden Herstellung neuer Grundstoffe für die Chemische Industrie, wie etwa Bio-Naphtha. Die in Las Palmas auf den Kanarischen Inseln ansässige Firma MACROCARBON SL ist eine Ausgründung aus dem Alfred-Wegener-Institut, Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung (AWI) und Carbonwave.

Quelle: AWI

Eine globale Studie zeigt mit zuvor unerreichter Differenziertheit, in welchem Ausmaß sich nicht-einheimische Pflanzen in den letzten 5.000 Jahren auf Meeresinseln ausgebreitet haben. Forscher*innen an der Universität Bayreuth sowie an Universitäten und Forschungsinstituten in Großbritannien, Norwegen, Österreich, Spanien, Australien und Neuseeland haben einen Datensatz zusammengetragen, der sich auf die Vegetation von 29 Inseln bezieht. Grundlage hierfür waren Analysen fossiler Pollen sowie der aktuelle Forschungsstand zur Einordnung der Pflanzen als einheimisch oder nicht-einheimisch. Damit gelang es in der im März im Fachjournal Ecology Letters publizierten Studie erstmals Veränderungen in der Vegetationsdynamik nicht-heimischer Pflanzenarten in den letzten 5.000 Jahren zu quantifizieren.

Quelle: Uni Bayreuth

Die unter dem arktischen Meereis wachsende Alge Melosira arctica enthält zehnmal so viele Mikroplastikpartikel wie das umgebende Meerwasser. Diese Konzentration an der Basis des Nahrungsnetzes stellt eine Gefahr dar für Lebewesen, die sich an der Meeresoberfläche von den Algen ernähren. Klumpen abgestorbener Algen befördern das Plastik mit seinen Schadstoffen zudem besonders schnell in die Tiefsee – und können so die hohen Mikroplastikkonzentrationen im dortigen Sediment erklären. Das berichten Forschende unter Leitung des Alfred-Wegener-Instituts jetzt in der Fachzeitschrift Environmental Science and Technology. Unsere Sektion Phykologie hatte die Eisalge Melosira zur Alge des Jahres 2016 gewählt.

Quelle: AWI

Der Klimawandel hat einen beispiellosen Artenschwund ausgelöst, der immer weiter voranschreitet. Dabei werden Klimakrise und Biodiversitätskrise häufig wie zwei getrennte Katastrophen behandelt. Ein internationales Forschungsteam um Hans-Otto Pörtner vom Alfred-Wegener-Institut (AWI) mit Beteiligung des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) fordert nun ein Umdenken. In ihrer jetzt im Fachmagazin Science veröffentlichten Übersichtsstudie (inkl. Grafik der Zusammenhänge) empfehlen sie neben der Einhaltung des 1,5-Grad-Ziels den Schutz und die Renaturierung von mindestens 30 Prozent der Land-, Süßwasser- und Ozeanflächen, ein Netzwerk von miteinander verbundenen Schutzgebieten sowie eine verstärkte fachübergreifende Zusammenarbeit der oft zu isoliert agierenden politischen Institutionen.

Quelle: AWI

Die Finalisten im Wettbewerb um das "Jahrhundertprojekt" der Werner Siemens-Stiftung (WSS) stehen fest: Eines der sechs ausgewählten Projekte will die Nahrungsmittelproduktion revolutionieren und erhält dazu einen WSS-Forschungspreis in Höhe von einer Million Schweizer Franken. Es will die Ernährung sichern ohne natürliche Ressourcen wie Wasser oder Böden zu übernutzen und Ökosysteme zu zerstören. Wie das geht, erforscht ein Forschungsteam um Senthold Asseng vom Hans-Eisenmann-Forum für Agrarwissenschaften der Technischen Universität München und will so die Nahrungsmittelproduktion in einer umfassend kontrollierten Umgebung etablieren, eine radikale Weiterentwicklung des heute zum Teil bereits praktizierten Vertical Farmings. Für ein solches neuartiges System werden speziell an das System angepasste Nutzpflanzen gezüchtet werden.

Quelle: TU München

Flora Incognita, Deutschlands beliebteste Pflanzenbestimmungs-App, hat neue Künstliche Intelligenz erhalten: die Anzahl der bestimmbaren Pflanzenarten hat sich mit den neuen Machine-Learning-Trainingsmethoden verdreifacht. Weltweit können nun rund 16.000 Arten bestimmt werden. Zudem funktioniert die App, die jetzt in 20 Sprachen verfügbar ist, auch im Offline-Modus. In ihrem digitalen Bildungsangebot gibt es viele neue Informationen, etwa verbesserte Verbreitungskarten vieler Arten, meldet die neben dem Max-Planck-Institut für Biogeochemie in Jena an der Entsicklung der App beteiligte Technische Universität Ilmenau.

Quelle: TU Illmenau

Einzellige Algen und Bakterien im Meer leben in einer komplexen Wechselbeziehung, über die bislang wenig bekannt ist. Eine Studie im Fachmagazin Journal of Phycology zeigt, dass die Oberfläche von Kieselalgen einen erstaunlich vielfältigen Lebensraum für Bakterien darstellt. Ein Team der Universität Oldenburg hat die Vorlieben verschiedener Bakterien mit fluoreszierenden Farbstoffen nun erstmals sichtbar gemacht. Sie verwendeten Lektine, um die unterschiedlichen Bereiche zu markieren, anzufärben und mit einem speziellen Mikroskop wie in einem dreidimensionalen Bild sichtbar zu machen. Wie sie herausfanden, sind unterschiedliche Bakterienarten jeweils darauf spezialisiert, die verschiedenen Bereiche der Kieselalgenoberfläche zu besiedeln. Die entdeckten Bakterien gehörten insbesondere zur Roseobacter-Gruppe und zu den Flavobakterien. Da Kieselalgen große Mengen Kohlenstoff binden und die Basis der Nahrungsnetze im Meer bilden, hat ihr Verhältnis zu Bakterien eine fundamentale Bedeutung für das Klima und die Ökologie der Meere.

Quelle: Uni Oldenburg

Ein internationales Forschungsteam aus Geolog*innen und Paläontolog*innen, mit Senckenberg-Wissenschaftler Dr. Thomas Lehmann, hat mit einem Multi-Methoden-Ansatz die Umwelt von frühen Menschenartigen vor etwa 20 Millionen Jahren, zur Zeit des frühen Miozäns, in Kenia und Uganda untersucht. In ihrer heute im Fachjournal Science erschienenen Studie kommen die Forschenden zu dem Schluss, dass es schon vor etwa 20 Millionen Jahren ausgedehnte Graslandschaften in Afrika gab – 10 Millionen Jahre früher als bislang angenommen. Die Untersuchung des vergangenen Lebensraums ist für die Interpretation der Evolution zahlreicher Säugetierarten, einschließlich der Hominine, entscheidend.

Quelle: Senckenberg

Das Unkraut Ackerfuchsschwanz verursacht aufgrund von Herbizidresistenzen immense wirtschaftliche Schäden in ganz Europa. Ein Team unter Leitung von Forschenden um Detlef Weigel vom Max-Planck-Institut für Biologie Tübingen und um Karl Schmid von der Universität Hohenheim hat nun herausgefunden, dass diese Resistenz beim Gras Ackerfuchsschwanz hauptsächlich auf genetische Varianten zurückzuführen ist, die schon vor der Verwendung von Herbiziden auf den Feldern existierten. Die Forschungsergebnisse sind jetzt in den Fachzeitschriften PNAS und Plant Biotechnology Journal erschienen. In Hinblick auf die unmittelbaren praktischen Konsequenzen ihrer Ergebnisse merken die Autor*innen an, Unkrautkontrolle dürfe sich nicht allein auf Herbizide stützen, sondern müsse auch „mechanische Bekämpfung und Fruchtwechsel beinhalten, um das Unkrautvorkommen auf dauerhaft niedrigem Niveau zu halten.“

Quelle: MPI für Biologie

Frankreich erlebte 2016 den extremsten Rückgang der Weizenerträge in der jüngeren Geschichte: In einigen Regionen gingen die Erträge um 55 Prozent zurück. Um die Ursachen zu ermitteln, haben Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler den größten zusammenhängenden, detaillierten Datensatz zu Weizenfeldversuchen mit statistischen Verfahren und Erntemodellen, Klimainformationen und Ertragsphysiologie kombiniert. Die Ergebnisse zeigen, dass die Ertragseinbußen durch das Zusammentreffen verschiedener Klimaeffekte verursacht wurden. Die Autorinnen und Autoren der Studie gehen davon aus, dass solche Effekte zukünftig öfter auftreten könnten als bisher, und die Häufigkeit extrem niedriger Weizenerträge ansteigen wird. Prof. Frank Ewert, der Wissenschaftliche Direktor des Leibniz-Zentrums für Agrarlandschaftsforschung (ZALF), und ZALF-Wissenschaftlerin Prof. Heidi Webber waren an der Studie beteiligt, die Ende März im Fachjournal Golbal Change Biology veröffentlicht wurde.

Quelle: ZALF

Tier- und Pflanzenarten, die auf Ackerlebensräume spezialisiert sind, zählen zu den am stärksten gefährdeten Arten. Das gilt inbesondere für Ackerwildkräuter. Ihr Erhalt wird daher vom Bund und von der EU gefördert. Im Rahmen der Förderprogramme bewirtschaften Landwirtinnen und Landwirte ihre Äcker ohne Dünger und Pestizide. Für Ertragseinbußen und den Zeitaufwand erhalten sie Ausgleichszahlungen. Ein Forschungsteam der Universität Göttingen hat die ökologische Wirksamkeit der Förderprogramme und die Motivation der Teilnehmenden untersucht und die Ergebnisse in zwei Artikeln im Heft Natur und Landschaft des Bundesamtes für Naturschutz (BfN) veröffentlicht (siehe Pape et al. sowie Zembold et al.).

Quelle: Uni Göttingen

Welche natürlichen chemischen Strategien Bakterien nutzen, um Konkurrenten fernzuhalten und sich erfolgreich auf Pflanzen zu vermehren, haben Forschende haben in Zusammenarbeit mit einem internationalen Forschungsteam identifiziert. Die Studie des Max-Planck-Instituts für Pflanzenzüchtungsforschung in Köln und des Teams wurde jetzt in der Zeitschrift PNAS veröffentlicht. Die Arbeit unterstreicht die Bedeutung der chemischen Abwehr zwischen Bakterien für eine erfolgreiche Besiedlung des Wirts. Diese Ergebnisse haben Auswirkungen auf die Entwicklung von Biologika in der Landwirtschaft, da sie eine Vorhersage der unter vereinfachten Laborumgebung beobachteten hemmenden Aktivitäten, auf die Anwendung im Feld erlauben.

Quelle: MPI für Züchtungsforschung

Forschende aus Brasilien, den USA, Frankreich, Großbritannien, der Schweiz und Deutschland haben das Genom des Asiatischen Sojabohnenrostes (Phakopsora pachyrhizi) in der Fachzeitschrift Nature Communications veröffentlicht und so einen Meilenstein zum Schutz der weltweiten Sojabohnenernte erreicht. Das Genom des Pilzes, das mit einer Größe von 1,25Gb zu den größten bislang sequenzierten Pilzgenomen zählt, ermöglicht es nun die Mechanismen zu analysieren, die den Krankheitsverlauf begünstigen oder auch aufhalten. Die enorme Anpassungsfähigkeit des Pilzes führt nämlich dazu, dass er Resistenzeigenschaften neuer Sojabohnen-Sorten und die Wirkung von Pflanzenschutzmitteln immer wieder schnell überwindet, was vermutlich in der Komplexität und Flexibilität des nun vollkommen zugänglich gemachten Genoms liegt. Beteiligt an der Studie waren auch die Professoren Ulrich Schaffrath und Uwe Conrath von der Rheinisch-Westfälischen Technischen Hochschule (RWTH) Aachen sowie die konkurrierenden Unternehmen Bayer und Syngenta, die gemeinsam an dem dicken Strang gezogen hatten.

Quelle: RWTH

Forscher*innen des Max-Planck-Instituts für terrestrische Mikrobiologie in Marburg und der Technischen Universität Berlin rekonstruierten längst ausgestorbene Proteine eines UV-Schutzsystems von photosynthesetreibenden Cyanobakterien. Das überraschende Ergebnis: die Proteine passten bereits perfekt zueinander, als sie zufällig aufeinandertrafen, wie sie im Fachjournal Nature Ecology and Evolution berichten. Diese Entdeckung erweitert die bisherige Kenntnis zu den Spielregeln der Evolution.

Quelle: TU Berlin

Das Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft (BMEL) hat den Entwurf einer Nationalen Strategie für die Erhaltung und Förderung der genetischen Ressourcen für Land-, Fortwirtschaft, Fischerei und Ernährung zur Kommentierung vorgelegt. Der Verband Biologie, Biowissenschaften und Biomedizin in Deutschland (VBIO) hat dem BMEL nun eine detaillierte Stellungnahme zugeleitet. Der Verband begrüßt den Vorstoß des Ministeriums und regt an, diesen an einigen Stellen besser zu beschreiben und Zielkonflikte zu benennen. Er kritisiert, dass die Strategie weder die Frage der zu erwartenden Umsetzungskosten noch die der Finanzierung adressiert. Auch die Ziele sind sehr allgemein gehalten, was die zukünftige Überprüfung der Zielerreichung erschweren wird. Auch Kriterien bzw. Indikatoren werden nicht benannt. Der Verband empfiehlt zur Verstetigung der Strategie: 

• langfristig angelegte Bildungskampagnen
• die Entwicklung geeigneter Indikatoren und eines langfristigen Monitorings
• und Reibungs- und Qualitätsverluste an den Schnittstellen der Akteure zu minimieren.

Quelle: VBIO

• Mechanismus der Ertragsbildung bei Gerste
• Ölpalmen: Mehr Gewinn trotz weniger Dünger und Herbiziden
• Doppelrolle der Lichtrezeptoren bei der Samenkeimung
• Wie sich invasive Pflanzenarten in Deutschland ausbreiten 

Alle Nachrichten dieser Woche

• Bitterstoffe verderben Eichenwickler-Raupen den Appetit
• Können Salzwiesen dem Klimawandel standhalten?
• Blaualgenblüten mögen es auch kalt – und nicht nur warm

Alle Nachrichten dieser Woche

Verbundwerkstoffe sorgen etwa in Flugzeugteilen, Freizeitgeräten und Haushaltsgegenständen für Stabilität. Die meisten dieser Werkstoffe haben jedoch einen schlechten CO₂-Fußabdruck und sind nicht natürlich abbaubar. Eine nachhaltigere Alternative hat ein Team der Universität Stuttgart entwickelt – einen vollständig biobasierten Verbundwerkstoff aus Flachsfasern und dem Biopolymer Chitosan, über die sie im Fachjournal Composites Science and Technology berichten. Dieser Werkstoff besteht aus Flachsfasern als verstärkendes Element und dem Biopolymer Chitosan, welches aus Chitin gewonnen wird und die Flachsfasern zusammenhält. Der Chitosan-Flachs-Verbundwerkstoff ist nicht nur natürlich abbaubar und besteht aus ausschließlich CO2-neutralen Rohstoffen, sondern hat zudem, bezogen auf die Dichte, eine höhere Steifigkeit und somit ein größeres Leichtbaupotenzial, verglichen mit Verbundwerkstoffen mit Epoxidharz.

Quelle: Uni Stuttgart

Durch den Klimawandel treiben viele Laubbäume früher aus. Das Risiko von Spätfrösten im Frühjahr jedoch bleibt hoch und extreme Trockenphasen werden häufiger. Baumarten, die sich rasch von Frostschäden erholen, könnten in Zukunft im Vorteil sein, zeigt eine im Fachmagazin Functional Ecology veröffentlichte Untersuchung der Eidg. Forschungsanstalt für Wald, Schnee und Landschaft (WSL). Darin wurden in einem Freiluftexperiment eingetopfte zweijährige Bäumchen von vier heimischen Arten untersucht: Vogelkirsche, Stieleiche, Hainbuche und Rotbuche.

Quelle: WSL

Betalaine wirken im Menschen als Antioxidantien, die eine Reihe von degenerativen und chronischen Erkrankungen wie Bluthochdruck, Kolitis oder Arteriosklerose bremsen können. Aber sie kommen nur in wenigen Pflanzen wie der Roten Beete vor. Kocht man das Gemüse, gehen diese wertvollen Inhaltsstoffe weitgehend verloren. Mit einem molecular farming-Ansatz wurden nun Tomaten mit dem Biosyntheseweg von Betacyanin ausgestattet, berichtet das Portal Pflanzenforschung über eine Studie aus Japan, die im Fachjournal Biotechnology & Bioengineering erschienen ist.

Quelle: Pflanzenforschung.de

Manche Pflanzen können Monate ohne Wasser überleben, um dann nach einem kurzen Regenguss wieder zu ergrünen. Eine aktuelle Studie der Universitäten Bonn und Michigan zeigt, dass dafür kein „Wunder-Gen“ verantwortlich ist. Stattdessen ist diese Fähigkeit Folge eines ganzen Netzwerks von Erbanlagen, die fast alle auch in empfindlicheren Arten vorkommen. Die Ergebnisse der Studie des Teams um Prof. Dr. Dorothea Bartels vom Institut für Molekulare Physiologie und Biotechnologie der Pflanzen (IMBIO) sind bereits vorab online in der Zeitschrift The Plant Journal erschienen; die Printausgabe wird demnächst veröffentlicht.

Quelle: Uni Bonn

Der Klimawandel führt zu vermehrtem Auftreten von Wetterextremen, Dürre- und Hitzeperioden sowie intensiven Niederschlägen, Staunässe oder Überschwemmungen. Letzteres löst bei Pflanzen Sauerstoffmangel aus. Ein Forschungsteam unter der Leitung des Leibniz-Instituts für Pflanzengenetik und Kulturpflanzenforschung (IPK) und der Universität Bielefeld hat nun in der Pflanze Arabidopsis thaliana einen neuen Signalweg entdeckt. Dieser verbindet bei Sauerstoffmangel ein Stresssignal mit der Initiierung einer transkriptionellen Anpassungsreaktion, wie sie im Journal PNAS berichten.

Quelle: IPK (pdf)

Obwohl es in jedem Pflanzengenom sogenannte Sugars Will Eventually be Exported Transporters (SWEETs) gibt, fehlt bislang noch ein umfassendes Verständnis ihrer Funktionsweise. Im Fachjournal The Plant Cell schildert nun ein internationales Forschungsteam, welche Rolle SWEETs bei der Entwicklung des Gerstenkorns spielen und ist der Frage nachgegangen, welche Substrate von den SWEET-Proteinen im Samen transportiert werden. Wie das Team unter der Leitung des Leibniz-Instituts für Pflanzengenetik und Kulturpflanzenforschung (IPK) zeigt, erleichtert die Expression von HvSWEET11b in Eizellen des Afrikanischen Krallenfrosches (Xenopus laevis) nicht nur den bidirektionalen Transfer von Saccharose und Glucose, sondern auch des Pflanzenhormons Cytokinin.

Quelle: IPK (pdf)

Das globale Klima beeinflusst das regionale Pflanzenwachstum – allerdings nicht in allen Lebensräumen gleichermaßen. Das haben Geobotaniker*innen der Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg (MLU) in einer Analyse von über 300.000 europäischen Vegetationsbeobachtungen herausgefunden. Ihr Fazit: Die Effekte des Klimawandels auf die Vegetation der Erde lassen sich nicht generell vorhersagen, sondern sind in hohem Maße von den untersuchten Habitaten und den lokalen Bedingungen abhängig. Die Erkenntnisse haben sie in der Fachzeitschrift Nature Communications veröffentlicht.

Quelle: MLU

Genetische Variation in der Züchtung beruht auf Rekombinationsereignissen während der Meiose. Während der Prophase I sind die Chromosomen entlang der Chromosomenachsen angeordnet. Diese Anordnung ist für die meiotische Rekombination und die genetische Vielfalt der Keimzellen entscheidend. Ein Forschungsteam unter der Leitung des IPK Leibniz-Instituts hat nun erstmals einen TurboID (TbID)-basierenden Ansatz in Arabidopsis thaliana zur Identifizierung von Proteinen genutzt, die sich in räumlicher Nähe der meiotischen Chromosomenachsen finden. Dabei wurden nicht nur bereits bekannte, sondern auch neue meiotische Proteine entdeckt. Die Ergebnisse hat das Team im Journal Nature Plants veröffentlicht.

Quelle: IPK

Algen können helfen, die Wasserqualität in der überdüngten Ostsee zu verbessern. Gleichzeitig sind sie eine hochwertige Biomasse und eine Quelle auch für Wertstoffe für die Kosmetikindustrie. Forschende des GEOMAR Helmholtz-Zentrums für Ozeanforschung Kiel und der Christian-Albrechts-Universität zu Kiel (CAU) unter der Leitung von Prof. Dr. Ulf Karsten vom Institut für Biowissenschaften der Uni Rostock untersuchen daher in einem neuen Projekt, ob sich der in der Ostsee verbreitete Blasentang an den Fundamenten von Windkraftanlagen züchten, zur Verbesserung der Wasserqualität sowie als Ressource nutzen lässt. Herzstück des Projekts „Klimafreundliche Offshore-Produktion von Algenbiomasse“ (Climate-Friendly Offshore Production of Algal Biomass, CliPA) ist eine Pilotanlage in der Eckernförder Bucht, das von der Deutschen Bundesstiftung Umwelt (DBU) gefördert wird.  

Quelle: Uni Rostock

Ein höherer Anteil an lokal erzeugtem pflanzlichen Eiweiß in der fleischreichen Ernährung könnte die Treibhausgasemissionen und den Verlust an biologischer Vielfalt verringern. Die Erzeugung von pflanzlichem Eiweiß wird jedoch dadurch erschwert, dass es keine Leguminose für die kühlere Klimazonen gibt, deren agronomischer Wert dem der Sojabohne entspricht. Die Ackerbohne (Vicia faba L.) hat ein hohes Ertragspotenzial und eignet sich gut für den Anbau in gemäßigten Regionen, aber bisher fehlten genomische Ressourcen. Ein Forschungsteam, an dem auch Wissenschaftler*innen des IPK Leibniz-Instituts und der Uni Gießen beteiligt sind, hat das Genom der Ackerbohne in hoher Qualität auf Chromosomenbasis assembliert und in der Fachzeitschrift Nature publiziert.

Quelle: IPK (pdf)

Gemeinschaften von Bodentieren in den Tropen werden von Pflanzenwurzeln und den daraus hervorgehenden Ressourcen bestimmt. Dies ist das zentrale Ergebnis einer neuen Studie eines Forscherteams unter Leitung der Universität Göttingen, des Deutschen Zentrums für integrative Biodiversitätsforschung (iDiv) und der Universität Leipzig. In einem einzigen Hektar Boden arbeiten Millionen kleiner Lebewesen wie Regenwürmer, Springschwänze, Milben, Insekten etc. für die Zersetzung und die Gesundheit des Bodens. Lange Zeit ging man davon aus, dass Laubstreu die wichtigste Ressource für diese Tiere ist. Die in Ecology Letters veröffentlichte Studie zeigt jedoch, dass die Wurzeln der Pflanzen für die tropische Bodenfauna eine mindestens ebenso große Rolle spielen.

Quelle: iDiv

Züchtung und Anbau von Weinreben hat die Entstehung der europäischen Zivilisationen stark geprägt, aber woher die Rebe stammt und wie sie sich verbreitete, ist bisher umstritten. In einem umfassenden Genomprojekt klärten Forschende der chinesischen Yunnan Agricultural University Ursprung und Weg des Weines von der Wildrebe zur heutigen Kulturform mithilfe Tausender Rebengenome, die entlang der Seidenstraße von China bis Westeuropa gesammelt und analysiert wurden. Die Wildrebensammlung des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) spielte hier eine wichtige Rolle. Ihre Ergebnisse veröffentlichten die Forschenden im Fachjournal Science.

Quelle: KIT

• Einheimische Kakaosorten mit besonders feinem Geschmack
• Fleischfressende Pflanzen mit Säuger-Kot besser versorgt

Alle Nachrichten dieser Woche

• In Gebirgen breiten sich gebietsfremde Pflanzen rasch aus
• Degradation: Unterschätzte Gefahren für den Regenwald
• Bewegliche Spermien und häufige Abtreibungen im Kleinen Blasenmützenmoos
• Venusfliegenfallen-Mutante mit Zahlenschwäche
• Moose verzweigen sich anders... auch auf molekularer Ebene 

Alle Nachrichten dieser Woche

Blütenbildene Pflanzen mit nicht determinierten Blütenständen produzieren oft mehr Organe als sie benötigen. Ein internationales Forschungsteam unter Leitung von Prof. Dr. Thorsten Schnurbusch vom IPK-Leibniz-Institut hat nunmehr zeigen können, dass die ersten Schritte der Blütchenbildung bei Gerste molekular von ihrer Reifung zu Körnern entkoppelt sind. Während die Blütchenbildung von speziellen Genen diktiert wird, wird das Wachstum der Blütchen durch Lichtsignal-, Chloroplasten- und Gefäßentwicklungsprogramme gesteuert. Dabei spielt das Gerste CCT MOTIF FAMILY 4 (HvCMF4)-Protein eine zentrale Rolle. Die Ergebnisse geben Einblicke in die molekularen Grundlagen der Ertragsentwicklung bei Getreidepflanzen. Das Team stellt die Ergebnisse im Fachjournal Science Advances vor.

Quelle: IPK Gatersleben (pdf Datei)

Die weltweite Nachfrage nach Ölpalmen als produktivster Ölpflanze steigt. Ihre Produktivität ist jedoch auf konventionelle Bewirtschaftungsmethoden der Ölpalmplantagen zurückzuführen, mit einem hohen Einsatz an Düngemitteln und Herbiziden und schweren Folgen für die Umwelt. Ein internationales Forschungsteam unter der Leitung der Universität Göttingen schildert nun im Fachmagazin Nature Sustainability, dass eine Umstellung auf mechanische Unkrautbekämpfung und ein reduzierter Düngemitteleinsatz sowohl die Multifunktionalität des Ökosystems als auch den Gewinn der Plantage erheblich steigern.

Quelle: Uni Göttingen

Sie heißen Riesen-Bärenklau, Japanischer Staudenknöterich oder Ambrosia und haben eines gemeinsam: Sie sind invasive Pflanzenarten, die bereits vor vielen Jahren ihren Weg nach Deutschland gefunden haben und andere Pflanzenarten zunehmend verdrängen. Viele von ihnen haben ihren potenziell geeigneten Lebensraum wohl noch gar nicht erreicht. Das haben Geograph*innen der Universität Leipzig in einer Simulationsstudie ermittelt, die sie nun im Fachmaganzin International Journal of Applied Earth Observation and Geoinformation veröffentlichten. Dabei koppelten sie verschiedene Datensätze, um die Wahrscheinlichkeit für das Auftreten ausgewählter invasiver Pflanzenarten für jeden Ort in Deutschland vorhersagen zu können.

Quelle: Uni Leipzig

Ein Forschungsteam hat die molekularen Grundlagen des Kampfes zwischen Stieleichen und ihren Fressfeinden entschlüsselt. Eichenblätter enthalten eine Vielzahl von Phytochemikalien, die für den Baum nicht lebensnotwendig sind, aber eine wichtige Rolle bei den Pflanzen-Insekten-Interaktionen spielen. Einige dieser niedermolekularen Verbindungen können den Eichenwickler-Raupen förmlich den Appetit verderben und ihr Wachstum beeinträchtigen. Forschende des Thünen-Instituts für Forstgenetik in Großhansdorf und des Helmholtz Zentrums München haben nun das „Gesamtpaket“ dieser chemischen Substanzen, die im Stoffwechsel der Bäume gebildet werden – das sogenannte Metabolom – näher untersucht und im Fachblatt Functional Ecology vorgestellt. 

Quelle: Thünen

Forschende haben untersucht, ob Salzwiesen auch bei steigenden Wassertemperaturen noch zum Küstenschutz beitragen können. Salzwiesen im Übergangsbereich zwischen Meer und Festland sind wertvoll für den Küstenschutz, weil sie als Pufferzonen, die Energie der Wellen abschwächen, bevor sie an Land brechen. Außerdem bieten sie Lebensraum für viele Tiere und Pflanzen und erfüllen als Kohlenstoffspeicher eine wichtige Funktion. Doch können Salzwiesen unter den neuen Bedingungen mit steigenden Wassertemperaturen und höherer CO₂-Belastung weiter ihrer Küstenschutzfunktion nachkommen? Ein Team von Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern der Leibniz Universität Hannover (LUH) und des Alfred-Wegener-Instituts, Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung, Bremerhaven, hat dieses in aufwändigen Versuchen untersucht. Die Forscherinnen und Forscher kommen zu einem erfreulich positiven Ergebnis: Die biomechanischen Eigenschaften von Salzwiesenvegetation bleiben offensichtlich auch unter zukünftigen klimatischen Bedingungen erhalten. Die Ergebnisse sind in der Fachzeitschrift Scientific Reports erschienen.

Quelle: LUH

Massenentwicklungen von Cyanobakterien, sogenannte Blaualgenblüten, beeinträchtigen weltweit immer wieder die Qualität von Gewässern und Trinkwasserressourcen. Cyanobakterien gelten als wärmeliebend, und massive Algenblüten werden vor allem im Sommer gemeldet, in dieser Zeit ist das Monitoring besonders engmaschig. Nun hat ein internationales Forschungsnetzwerk unter Beteiligung des Leibniz-Instituts für Gewässerökologie und Binnenfischerei (IGB) aufgezeigt, dass Blaualgenblüten auch bei kälteren Temperaturen (unter 15 Grad Celsius) auftreten können – sogar unter Eis. Bleiben die drei von den Forschenden charakterisierten Algenblüten-Typen unbemerkt, bestehen Risiken für die Trinkwassergewinnung. Denn Cyanobakterien – auch Blaualgen genannt – können Giftstoffe bilden, dem Gewässer Sauerstoff entziehen und Wasserpflanzen das Licht zur Photosysnthese nehmen. Blaualgenblüten gefährden so aquatische Ökosysteme mit ihren Lebewesen sowie Trinkwasserressourcen und Badegewässer. Ihre Ergebnisse publizierte das Team im Fachjournal Limnology and Oceanography Letters.

Quelle: IGB

Um den Verlust an biologischer Vielfalt in Agrarlandschaften zu verringern, braucht es nachhaltigere und umweltfreundlichere Praktiken in der Landwirtschaft. Ein Forschungsteam der Universitäten Göttingen, Hohenheim und Venda in Südafrika hat untersucht, wie sich in Macadamia-Plantagen Ökosystemleistungen wie zum Beispiel die Bestäubung verbessern lassen könnten. Die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler zeigen im Fachjournal Journal of Applied Ecology, dass ein bestimmtes Design der Plantagen – wie die räumliche Anordnung der Baumreihen, der Sorten und die Integration naturnaher Lebensräume in und um die Plantagen herum – die Bestäubungsleistung durch Bienen erhöhen kann.

Quelle: Uni Göttingen

Die Sommertrockenheit 2015-2018 war in weiten Teilen West- und Mitteleuropas in den letzten 400 Jahren beispiellos, was die negative Wasserbilanz angeht. Das deutet auf einen Einfluss der menschengemachten Erderwärmung hin. Mehrjährige Dürren hat es jedoch schon früher gegeben, im späten 17. und frühen 18. Jahrhundert sogar häufiger als in der Zeit seit 1860. Das zeigen Isotopenanalysen an Baumringen in ganz Europa, die sich so als einzigartiges Werkzeug für die Klimaforschung erweisen. Die Ergebnisse dieser Studie von einem Team um Mandy Freund (Universität Melbourne) und Gerhard Helle (Deutsches GeoForschungsZentrum GFZ) sind in Nature Communications Earth & Environment erschienen.

Quelle: GFZ

Seltener Fund beim Mittagsspaziergang: Auf einer Fichte entdeckte ein Mitarbeiter der Eidgenössischen Forschungsanstalt für Wald, Schnee und Landschaft (WSL) nicht nur eine neue Pilzart, sondern auch eine der Wissenschaft bisher unbekannte Gattung. Der Parasit ernährt sich von den Fichtenpollen und zerstört dabei die männlichen Blüten. Unklar ist, ob es sich um eine eingeschleppte Art handelt. Veröffentlicht haben die Forschenden die Charakterisierung des Pilzes im Fachjournal Mycological Progress.

Quelle: WSL

Urgetreide erfordern ein gewisses Know-how bei Anbau und Verarbeitung. Im vermutlich weltgrößten Urgetreide-Versuch mit Dinkel, Emmer und Einkorn wurde dies nun auch abschließend für Einkorn bestätigt. Prof. Dr. Friedrich Longin von der Landessaatzuchtanstalt der Universität Hohenheim in Stuttgart testete zusammen mit seinem Team 148 Einkorn-Sorten an mehreren Anbauorten auf ihre Eigenschaften auf dem Feld, in der Mühle und in der Bäckerei. „Dabei konnten wir in der Feldleistung ebenso wie beim Mahlen und Backen enorme Unterschiede zwischen den einzelnen Sorten feststellen. Wer Einkorn erfolgreich nutzen möchte, sollte auf eine Sorte setzen, die einen sicheren Ertrag liefert und beim Backen auf handwerkliches Können zurückgreifen“, fasst der Experte seine Ergebnisse (hier als pdf) zusammen.

Quelle: Uni Hohenheim

• Wie Gräser Inzucht verhindern  
• Verstöße gegen Umsetzung des Nagoya-Protokolls 
• Größte Blüte in Bernstein

Alle Nachrichten dieser Woche

• Kombi aus alter Methode und moderner Technologie für neue Pflanzensorten
• Klimawandel: Pflanzen-Bestäuber-Netzwerk verschiebt sich
• Struktur eines Proteinsuperkomplexes der Atmungskette aufgeklärt
• Suche nach genetischen Grundlagen phänotypischer Merkmale wird leichter

Alle Nachrichten dieser Woche

Forschende haben einen molekularen Schalter entdeckt, der die Autophagie („Selbstverzehr“) in Pflanzen reguliert. Die Forschenden des Gregor Mendel Institut für Molekulare Pflanzenbiologie (GMI) der Österreichischen Akademie der Wissenschaften und der Max Perutz Labs zeigen im Fachmagazin EMBO journal, dass dieser Regulationsmechanismus in Eukaryoten konserviert ist. ist ein wichtiger zellulärer Qualitätskontrollmechanismus zur Beseitigung von Proteinaggregaten und beschädigten Zellteilen. Dieser Mechanismus ist unter normalen Bedingungen inaktiv und wird erst bei anhaltendem Zellstress aktiviert.

Quelle: GMI (in engl.)

Forschende haben anhand von Baumring-Isotopendaten nachgewiesen, dass in einigen Teilen Europas die Sommertrockenheiten der letzten Jahre im Vergleich zu den vergangenen Jahrhunderten sehr ungewöhnlich waren. Dazu haben Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler – unter anderem vom Meteorologischen Institut der Freien Universität Berlin – eine neue Messmethode basierend auf Isotopendaten angewandt. Die dazugehörige Studie mit dem Titel European tree-ring isotopes indicate unusual recent hydroclimate ist nun im Fachmagazin Nature Communications Earth and Environment veröffentlicht worden.

Quelle: FU Berlin

Die Trockenlegung von natürlichen Feuchtgebieten hat die Nutzung durch Land- und Forstwirtschaft sowie den Torfabbau begünstigt, allerdings auch großen Einfluss auf Treibhausgasemissionen, Hochwasserschutz, Nährstoffflüsse und Biodiversität. In einer globalen, im Fachjournal Nature publizierten Studie hat ein internationales Forschungsteam unter Leitung der Stanford University rekonstruiert, wo und wann zwischen den Jahren 1700 und 2020 Feuchtgebiete umgewandelt wurden und für welchen Zweck dies geschah. Neben der Uni Greifswald, die Daten aus der Global Peatland Database und aus historischen Beständen der Moorbibliothek beitrugen, war die Uni Göttingen an der Studie unter anderem mit Informationen zu landwirtschaftlichen Entwässerungsvorhaben sowie zu Drainagen im Bewässerungslandbau beteiligt. „Die Ergebnisse dieser ersten systematischen, datenbasierten Erfassung des Ausmaßes des Verlustes von Feuchtgebieten weltweit für einen so langen Zeitraum sind sehr bedeutsam“, sagt Prof. Dr. Stefan Siebert vom Department für Nutzpflanzenwissenschaften der Universität Göttingen, der an der Studie beteiligt war. „Sie tragen einerseits zum besseren Verständnis der Ursachen bei. Andererseits ermöglichen uns die neuen Daten, in Folgestudien die Wirkung dieser Landnutzungsänderungen zum Beispiel auf den Klimawandel, den Verlust an Biodiversität aber auch auf Produktivitätssteigerungen in der Landwirtschaft besser zu quantifizieren.“

Quelle: Uni Göttingen

Landwirtschaft gilt als einer der wesentlichen Störfaktoren ökologischer Systeme – und es kann lange dauern, bis sich ehemals landwirtschaftlich genutzte Flächen wieder erholen. Ohne aktive Renaturierungsmaßnahmen kann sich diese Erholung noch weiter herauszögern und ist zudem häufig unvollständig, zeigt ein Forschungsteam unter der Leitung des Deutschen Zentrums für integrative Biodiversitätsforschung (iDiv). In ihrer Studie im Journal of Ecology beleuchten sie, wie sich ehemals landwirtschaftlich genutzte Flächen auf verschiedenen Ebenen erholen, und zeigen konkrete Renaturierungsmaßnahmen auf, die der Biodiversität helfen können sich zu regenerieren.

Quelle: iDiv

Debora Gasperini, hat sich erfolgreich um den Konsolidierungszuschuss des Europäischen Forschungsrats (ERC Consolidator Grant) beworben. Die promovierte Biologin untersucht die molekularen Grundlagen von Abwehr- und Anpassungsreaktionen, die Pflanzen nach Verwundung aktivieren. Dabei spielt das Phytohormon Jasmonat eine entscheidende Rolle. Dafür erhält die Forschungsgruppenleiterin am Leibniz-Institut für Pflanzenbiochemie (IPB) in Halle für die nächsten fünf Jahre Fördermittel in Höhe von fast zwei Millionen Euro, um ihre wissenschaftlichen Projekte voranzutreiben.

Quelle: IPB

Der Europäische Forschungsrat (European Research Council, ERC) hat die Förderung des Projekts FungalSecrets: Die Rolle der pflanzlichen Mikrobiota bei der Evolution von Pilzpathogenen und deren Repertoire an sekretierten Proteinen bekannt gegeben. In den kommenden fünf Jahren können Professorin Eva Stukenbrock vom Botanischen Institut der Christian-Albrechts-Universität zu Kiel (CAU) und dem Max-Planck-Institut für Evolutionsbiologie Plön (MPI-EB) und ihr Forschungsteam untersuchen, wie das pflanzliche Mikrobiom, also die mikrobielle Besiedlung einer Pflanze, auf molekularer Ebene von Pilzinfektionen beeinflusst wird. Das im Frühjahr beginnende Forschungsprojekt geht der Leitfrage nach, ob und wie pflanzenschädliche Pilze durch die Abgabe bestimmter Moleküle die mikrobielle Besiedlung ihrer Wirtpflanzen beeinflussen. Damit ist es für nachhaltige Pflanzenschutzstrategien in der Landwirtschaft von grundlegender Bedeutung. Stukenbrock, die unter anderem Mitglied im Sonderforschungsbereich (SFB) 1182 „Entstehen und Funktionieren von Metaorganismen“ und Sprecherin des Kiel Plant Centers (KPC) an der CAU ist, erhält dafür einen sogenannten ERC-Consolidator Grant, der zwei Millionen Euro an Fördermitteln beinhaltet.
Quelle: CAU
www.uni-kiel.de/de/detailansicht/news/023-erc-stukenbrock

Im westlichen Amazonasgebiet wird seit prähistorischer Zeit Kakao angebaut, der für seine genetische Vielfalt bekannt ist. Hier wächst das Interesse, den Anbau von ertragreichem, aber meist qualitativ minderwertigem Kakao auf einheimische Kakaosorten mit besonders feinem Geschmack umzustellen. Dies könnte den Kleinbauern höhere Preise ermöglichen, wie Forschende der Agrarökologie der Universität Göttingen und ein internationales Team in einer Studie zeigen, die sie im Fachmagazin Conservation Letters veröffentlichten. Zudem könnten sich diese Sorten besser an regionale Klima- und Wachstumsbedingungen anpassen und die einheimische Artenvielfalt und Ökosystemleistungen wie biologische Schädlingsbekämpfung und Bestäubung fördern.

Quelle: Uni Göttingen

Stéphane Hacquard hat einen Consolidator Grants des Europäischen Forschungsrats (ERC) erhalten. Das Förderprogramm ermöglicht es Forschenden ihre Unabhängigkeit zu stärken, indem sie ihre erfolgreiche Forschungskarriere in Europa fortsetzen. Hacquards Forschungsgruppe an der Abteilung Pflanze-Mikroben Interaktionen am Max-Planck-Institut für Pflanzenzüchtungsforschung (MPIPZ) für multitrophische Pflanzen-Mikroben-Interaktionen versucht die Mechanismen zu verstehen, die die Struktur und die Funktionen der mikrobiellen Gruppen, die Pflanzenwurzeln besiedeln, regulieren.

Quelle: MPIPZ

Es ist kalt und grau, aber auch jetzt finden sich im Botanischen Garten der Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf (HHU) immer wieder farbige Kleckse, und es duftet. Besonders auffällig: die rot blühenden Kamelien, die gelbe Zaubernuss und die dufende Chinesische Winterblüte (Chimonanthus praecox). Auch in der dunklen Jahreszeit lohnt sich also der Weg in den Botanischen Garten – montags bis freitags ist er von 8:00 bis 16:00 Uhr geöffnet.

Quelle: HHU

Bisher blieben Gebirgsregionen von biologischen Invasionen weitgehend verschont. Doch jetzt zeigt eine neue Monitoringstudie, dass der Druck von Neophyten auf Gebirge und ihre einmalige Vegetation weltweit steigt: Die Invasion von gebietsfremden Pflanzen in höhere Lagen hat in vielen Gebirgen der Erde zwischen 2007 und 2017 zugenommen. Die Studie unter Federführung der ETH Zürich ist soeben in der Fachzeitschrift Nature Ecology & Evolution erschienen.

Quelle: ETH Zürich

Fallen die Temperaturen unter null Grad, bilden sich Eiskristalle auf den Blättern von winterharten Grünpflanzen. Trotzdem überstehen sie Frostphasen in der Regel unbeschadet. Mit einem besonderen Kryo-Rasterelektronenmikroskop konnten Forschende vom Zoologischen Institut der Christian-Albrechts-Universität zu Kiel (CAU) erstmals hochauflösende Bilder von Vereisungsprozessen auf heimischen Wildpflanzen und Pflanzen in der Antarktis aufnehmen. Dabei entdeckten sie verschiedene winzige Strukturen auf den Blattoberflächen, mit denen sich die Pflanzen gegen niedrige Temperaturen schützen. Ein besseres Verständnis dieser Schutzstrategien könnte auch für Nutzpflanzen oder Flugzeugoberflächen interessant sein. Die Ergebnisse erschienen im wissenschaftlichen Fachmagazin The Science of Nature.

Quelle: CAU

Das übermäßige Wachstum von teils giftigen Blaualgen (Cyanobakterien) in Gewässern ist kein Phänomen der Neuzeit. Der Mensch hat es schon vor Jahrtausenden beeinflusst. Das zeigt nun erstmals die Untersuchung von Blaualgen-DNA an Sedimenten eines Sees in Mecklenburg. Die Studie von Forschenden des Deutschen GeoForschungsZentrums GFZ und Kolleg*innen konnte die Geschichte der Blaualgen des Sees über die letzten 11.000 Jahre entschlüsseln und wurde in der Fachzeitschrift Communications Biology veröffentlicht.

Quelle: GFZ

Eine neu entdeckte Dyscalculia-Mutante der Venusfliegenfalle hat ihre Fähigkeit verloren, elektrische Impulse zu zählen. Ein Würzburger Forschungsteam legt die Ursache des Defekts offen und beschreibt die Schlüsselkomponente im Fachjournal Current Biology. Entdeckt hatten ein Koautor der Publikation die Mutante auf einer Pflanzenbörse. Die Website der Uni Würzburg bietet auch ein kleines Video der Erkenntnisse.

Quelle: Uni Würzburg

Das Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft (BMEL) fördert ab sofort Forschungs- und Entwicklungsprojekte zur Aquakultur, die den nachhaltigen Konsum und die gesellschaftliche Anerkennung stärken. Forschungseinrichtungen und Unternehmen können ihre Projektskizzen bis zum 20. April 2023 bei der Bundesanstalt für Landwirtschaft und Ernährung (BLE) einreichen. Im Fokus der Bekanntmachung stehen die Bereiche der Algen und Mikroalgen, Haltungstechnik, Fütterung, Gesunderhaltung, Qualitätssicherung, Verringerung und Vermeidung unerwünschter Umweltwirkungen sowie die Identifizierung neuer Arten.

Quelle: BMEL

Klima-, Biodiversitäts- und Ernährungskrise erfordern eine Vielzahl von Lösungsansätzen. Dazu gehört, die Landwirtschaft umweltfreundlicher und widerstandsfähiger gegen den Klimawandel zu machen. Neue Züchtungstechniken wie CRISPR/Cas und andere Techniken der sogenannten Genomeditierung bieten hierfür ein besonders großes Potenzial. Mit dem Ziel, eine nachhaltigere Nahrungsmittelproduktion zu erreichen, den Green Deal und die Farm-to-Fork-Strategie der EU umzusetzen und die Nachhaltigkeitsziele der Vereinten Nationen zu verwirklichen, überarbeitet die EU-Kommission derzeit Teile des europäischen Gentechnikrechts mit Bezug zu neuen molekularbiologischen Züchtungstechniken und daraus resultierenden Pflanzen und Produkten. Mitte des Jahres 2023 soll ein neuer Gesetzentwurf vorliegen. Die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) und die Nationale Akademie der Wissenschaften Leopoldina (siehe auch deren Dossier) appellieren vor diesem Hintergrund an die Politik, bei der Gesetzesreform wissensbasierte Entscheidungen zu treffen.

Quelle: DFG

Die Suche nach Nektar kostet Insekten viel Energie, sie müssen also möglichst effizient vorgehen. Bunte Muster auf den Blütenblättern helfen dabei kräftig mit. Ein Team vom Biozentrum der Julius-Maximilians-Universität Würzburg (JMU) hat jetzt erstmals die einzelnen Schritte entschlüsselt, über die Blütenmuster die Effizienz von Erdhummeln (Bombus terrestris) steigern. Insgesamt reduzieren Saftmale die Zeit, die für die gesamte Interaktion mit einer Blüte gebraucht wird, um bis zu 30 Prozent – vom Anflug über das Finden des Nektars bis hin zum Abflug. Überraschenderweise verkürzen die Blütenmuster nicht die eigentliche Nektarsuche; sie machen aber den Anflug effizienter und sorgen für eine strategisch günstigere Landeposition. Sie wirken wie Markierungen auf einer Landebahn und helfen den Hummeln, ihren Anflug zu koordinieren. Das berichtet das Team um Anna Stöckl und Johannes Spaethe im Journal Functional Ecology.

Quelle: Uni Würzburg

Ein australisch-deutsches Forscherteam um den Botaniker Andreas Fleischmann (und Preisträger unseres Eduard Strasburger-Preises 2015) hat sechs neue fleischfressende Sonnentau-Arten aus Westaustralien entdeckt. Eigentlich nichts Besonderes für Botaniker*innen – allerdings wurden vier der sechs neuen Arten anhand von Fotos auf Social Media Kanälen identifiziert, die dort von Naturfotografen gepostet wurden. „Die Forschungsdaten der Citizen Scientists sind eine wertvolle Datenquelle für uns Biodiversitätsforscher*innen – und damit von großer Bedeutung für den Schutz vieler Tier- und Pflanzenarten. Vor allem die Ermittlung von Verbreitungsgebieten sehr seltener Arten wäre uns ohne diese zusätzliche Datenfülle gar nicht möglich“, sagt Andreas Fleischmann, Letztautor der Studie. Die Ergebnisse ihrer Untersuchungen und die Beschreibung neuen Arten haben die Forschenden der Staatlichen Naturwissenschaftliche Sammlungen Bayerns (SNSB) mit ihren australischen Parntern nun in der Fachzeitschrift Biology veröffentlicht.

Quelle: SNSB

Ein Konsenspapier der Uni Hohenheim zeigt Lösungsmöglichkeiten, wie die Kommunikation zwischen Naturschutz und Landwirtschaft verbessert werden kann, um existierende Gräben zwischen beiden zu überwinden. Das dient dem Ziel, dauerhaft und flächendeckend eine biodiversitätsfreundlichere Landwirtschaft zu erreichen. Dem kommt man nur mit Kommunikation näher, woran es jedoch oft hapert. In dem von der Universität Hohenheim in Stuttgart durchgeführten und vom Bundesamt für Naturschutz (BfN) mit Mitteln des Bundesministeriums für Umwelt, Naturschutz, nukleare Sicherheit und Verbraucherschutz (BMUV) geförderten Forschungsprojekt werden u.a. zwei Lösungsmöglichkeiten aufgezeigt: Wissen übereinander vermitteln und Verständnis füreinander schaffen.

Quelle: Uni Hohenheim

Forscherinnen vom Museum für Naturkunde Berlin (MfN) und der Universität in Wien haben eine Seltenheit erforscht– den Einschluss einer fast 3 cm großen Blüte, die vor ca. 38-34 Millionen Jahren samt ihren Pollen in Harz eingeschlossen und konserviert wurde. Sie ist in etwa dreimal größer als die meisten Blüteneinschlüsse und somit die größte Blüte, die jemals in Bernstein entdeckt wurde. Die neuen Erkenntnisse helfen, die Pflanzenwelt des Baltischen Bernsteinwaldes weiter zu entschlüsseln, Rückschlüsse auf das Klima vergangener Zeiten zu werfen und den Wandel der Wälder nachzuvollziehen. Anhand des Pollens sowie einiger Blütenmerkmale konnten die Forscherinnen das Fossil dem asiatischen Vertreter der Gattung Symplocos aus der Familie der Symplocaceae zuordnen. Über ihre Ergebnisse berichten sie im Fachjournal Scientific Reports.

Quelle: MfN

Erstmals ist eine Forschungseinrichtung wegen einer Verletzung der Sorgfaltspflichten nach der EU-Verordnung zur Umsetzung des Nagoya-Protokolls über den Zugang zu genetischen Ressourcen mit einem Bußgeld belegt worden. Das geht aus dem sechsten Bericht zum Stand der Umsetzung des Nagoya-Protokolls (20/4981) hervor, der als Unterrichtung der Bundesregierung vorliegt und sich auf den Zeitraum vom 1. Juli 2021 bis 30. Juni 2022 bezieht. Details nennt der Kurzmeldungsdienst Heute im Bundestag (hib).

Quelle: hib

Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler interessiert, welche Veränderungen im Erbgut dafür verantwortlich sind, dass sich bei verschiedenen Arten identische Merkmale konvergent entwickeln konnten, obwohl unter ihnen keine verwandtschaftlichen Beziehungen bestehen. „Solche Merkmale – wir sprechen von Phänotypen – sind natürlich immer in Genomsequenzen kodiert“, sagt der Pflanzenphysiologe Dr. Kenji Fukushima von der Julius-Maximilians-Universität (JMU) Würzburg. Mutationen können die Auslöser für die Entwicklung neuer Merkmale sein. Jetzt ist es Fukushima gemeinsam mit seinem Kollegen David D. Pollock von der University of Colorado (USA) gelungen, eine Methode zu entwickeln, die bei der Suche nach den genetischen Grundlagen phänotypischer Merkmale deutlich bessere Ergebnisse erzielt als die bislang verwendeten Methoden. „Wir haben eine neuartige Metrik der molekularen Evolution entwickelt, mit der sich die Rate der konvergenten Evolution in proteinkodierenden DNA-Sequenzen genau darstellen lässt“, beschreibt Fukushima das wesentliche Ergebnis der jetzt in Nature Ecology & Evolution veröffentlichten Arbeit.

Quelle: JMU

Wind, Klärschlamm und gereinigtes Abwasser tragen Reifenabriebpartikel von den Straßen auf Ackerflächen. Eine neue Laborstudie zeigt: Die in den Partikeln enthaltenen Schadstoffe könnten in das dort angebaute Gemüse gelangen. Forscher*innen des Zentrums für Mikrobiologie und Umweltsystemwissenschaft der Universität Wien haben untersucht, ob aus Reifen freigesetzte Chemikalien in Salatpflanzen gelangen und letztlich auf unseren Tellern landen könnten. Ihre Analysen ergaben: Der Salat nahm alle untersuchten chemischen Verbindungen – einige davon hochgiftig – auf. Weitere Untersuchungen sollen zeigen, wie dieser Prozess konkret in Ackerböden abläuft. Die Studie ist nun in der Fachzeitschrift Environmental Science & Technology erschienen.

Quelle: Uni Wien

Alle Nachrichten aus Pflanzenforschung und Botanik 2022

Ein internationales Forschungsteam hat durch die Sequenzierung von 1.000 Pflanzen herausgefunden, dass wichtige Prozesse in der Meiose – crossover interference und crossover assurance – durch das Protein ASYNAPTIC 1 (ASY1) reguliert werden. Die unter Leitung des Entwicklungsbiologen Prof. Dr. Arp Schnittger der Universität Hamburg gewonnenen Ergebnisse könnten unter anderem für die Züchtung von Nutzpflanzen relevant sein und wurden in der Fachzeitschrift PNAS nexus veröffentlicht.

Quelle: Uni Hamburg

• Braunalgen-Schleim ist gut fürs Klima

Alle Nachrichten dieser Woche

• Mechanismus zum Lichtschutz von Pflanzen entschlüsselt
• Zellkompass für effizientes Atmen von Gräsern
• Frühzeitliche Wälder veränderten den CO2-Gehalt in der Atmosphäre nicht so stark wie bisher angenommen

Alle Nachrichten dieser Woche

• Früh grün, früh braun: Klimawandel lässt Alpenpflanzen früher altern
• Wie Pflanzen sich bei Eisenaufnahme vor oxidativem Stress schützen

Alle Nachrichten dieser Woche

Erst die Landwirtschaft macht das Unkraut

Alle Nachrichten dieser Woche

• Vanille- und Pfeffer-Anbau wird in Osnabrücker Forschungszentrum untersucht
• Einzellige Grünalge produziert das komplette Spikeprotein des Coronavirus

Alle Nachrichten dieser Woche

• Klimawandel in den Wäldern Norddeutschlands
• Wichtige Enzyme für Umweltanpassung von Pflanzen entdeckt
• Abwehr von Schädlingen: Viele Pflanzen helfen sich selbst 

Alle Nachrichten dieser Woche

Braunalgen nehmen große Mengen Kohlendioxid aus der Luft auf und geben Teile des enthaltenen Kohlenstoffs in Form eines schwer abbaubaren Schleims wieder an die Umwelt ab. Weil dieser Schleim kaum einem Meeresbewohner schmeckt, verschwindet dieser Kohlenstoff so für lange Zeit aus der Atmosphäre. Das zeigt eine im Fachjournal PNAS veröffentlichte Studie von Forschenden des Max-Planck-Instituts für Marine Mikrobiologie in Bremen. Wie die Forschenden zeigen, ist insbesondere der Algenschleim namens Fucoidan dafür verantwortlich. Sie schätzen, dass Braunalgen so bis zu 550 Millionen Tonnen Kohlendioxid jedes Jahr aus der Luft holen könnten – beinahe die Menge der gesamten jährlichen Treibhausgas-Emissionen Deutschlands.

Quelle: MPI für Marine Mikrobiologie

• Weltkarte der Pflanzenvielfalt zusammengestellt
• Wie Mangan an den Verbrauchsort kommt  
• 1.274 Farn- und Blütenpflanzen stehen auf der neuen "Roten Liste" Österreichs
• Pflanzen zwischen Licht und Schatten
• Biodiversität von Wiesen- und Weideflächen kann Gewinn für Natur, Landwirtschaft und Tourismus sein

Alle Nachrichten dieser Woche

• Herkunft, Umwelt, DNA: Epigenetik des Acker-Hellerkrauts
• Hauptursache für den Verlust der biologischen Vielfalt ist die Umwandlung von Wäldern und Grünland
• Grenzüberschreitender Datenfluss für die Flora des Böhmerwaldes

Alle Nachrichten dieser Woche

• Freiland-Studie: Wie Licht die Pflanzenvielfalt im Grünland beeinflusst
• Neue Resistenzen von Wintergerste gegen Viren etabliert
• Photosynthese: Hilfsfaktor sorgt für effiziente Energiegewinnung  
• Wie Biotopdaten Wissenslücken zur Artenvielfalt schließen
• Vegetation reguliert Energieaustausch in der Arktis

Alle Nachrichten dieser Woche

• Stoffwechselprodukt aus Granatapfel stärkt tumorbekämpfende Immunzellen im Labor
• Mehr Biomasse, weniger Artenvielfalt

Alle Nachrichten dieser Woche

• Pflanzen messen im Boden verfügbare Mangankonzentration mit der Wurzel
• Mehr Verlierer: Wie sich die Pflanzenvielfalt in Deutschland in den letzten 100 Jahren verändert hat
• Neuer Stop in der zellulären Müllabfuhr
• Feenkreise: Pflanzen organisieren sich selbst
• Koloniales Erbe Europas prägt bis heute die Pflanzenwelt

Alle Nachrichten dieser Woche

Die Klimaerwärmung führt weltweit zu längeren Vegetationsperioden. Viele Pflanzen treiben im Frühling früher aus und profitieren im Herbst länger von warmen Temperaturen. So die gängige Meinung. Nun konnten Pflanzenökologinnen und –ökologen der Universität Basel jedoch zeigen, dass dies beim häufigsten Typ von alpinem Grasland in den Europäischen Alpen nicht der Fall ist: Früherer Austrieb führt zu früherer Alterung und daher zu "braunen Matten". Ihre Ergebnisse veröffentlichten die Forschenden im Fachjournal Nature Communications.

Quelle: Uni Basel

Ein internationales Forschungsteam hat untersucht, welche Auswirkungen der Klimawandel auf Nicht-vaskuläre Vegetation (NVP, wie etwa Moose, Flechten, terrestrische Algen und Cyanobakterien) und ihre Funktionen in Ökosystemen weltweit haben könnte. Basierend darauf haben die Forschenden unter Leitung des Fachbereichs Biologie der Universität Hamburg ein Konzept entwickelt, in dem die nächsten wichtigen Schritte für das Forschungsgebiet vorgeschlagen werden. „Wir haben festgestellt, dass die Ökosystemfunktionen von NVP durch den Klimawandel wahrscheinlich erheblich beeinträchtigt werden und dass ein besseres quantitatives Verständnis einiger Schlüsselprozesse erforderlich ist, zum Beispiel das Potenzial zur Akklimatisierung, die Reaktion auf erhöhtes Kohlendioxid, die Rolle des Mikrobioms und die Rückkopplung von den Änderungen im Ökosystem auf das Klima. Wir schlagen einen integrativen Ansatz mit innovativen, methodenübergreifenden Labor- und Feldexperimenten und ökophysiologischer Modellierung vor, für den eine nachhaltige wissenschaftliche Zusammenarbeit bei der NVP-Forschung unerlässlich ist“, berichtet der Erstautor der Studie, Jun.-Prof. Dr. Philipp Porada vom Fachbereich Biologie der Universität Hamburg. Die Ergebnisse hat das Team in der Zeitschrift New Phytologist publiziert.

Quelle: Uni Hamburg beim idw

Ein interdisziplinäres Forschungsteam hat festgestellt, dass das Protein PATELLIN2 nicht nur den Eisenhaushalt in Pflanzen mitreguliert. Eisen ist ein Mikronährstoff, doch zu viel Eisen kann auch toxisch sein. PATELLIN2 gehört zu einer Gruppe von Proteinen, die auch am Vitamin-E-Transport im Menschen beteiligt sind. Die Ergebnisse, die ebenfalls für die Eisenversorgung des Menschen über pflanzliche Nahrung wichtig sind, stellen die Forschenden der Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf (HHU) in der Fachzeitschrift Plant Physiology vor.

Quelle: HHU

Intensive Landwirtschaft bewirkt einen evolutionären Wandel nicht nur auf dem Acker, sondern auch bei Wildpflanzen abseits der bewirtschafteten Felder. Eine in der Fachzeitschrift Science veröffentlichte Studie zeigt, wie der Aufstieg der modernen Landwirtschaft in Nordamerika den Raufrucht-Wasserhanf in ein landwirtschaftlich problematisches Unkraut verwandelt hat. Das internationale Forschungsteam u.a. mit Forschenden des Max-Planck-Instituts für Biologie Tübingen entdeckte seit der Intensivierung der Landwirtschaft in mehreren hundert Genen Mutationen, die in besserer Toleranz gegenüber Trockenheit, Herbizidresistenz und schnellerem Wachstum resultieren.

Quelle: MPI für Biologie Tübingen

Wer in den Jahren 2021 oder 2022 eine sehr gute Doktorarbeit geschrieben hat und den naturwissenschaftlichen Inhalt einem nicht-wissenschaftlichen Publikum in einem verständlichen Artikel oder einer anschaulichen Infografik einem nichtwissenschaftlichen Publikum erklärt, kann sich bis zum 28. Februar 2023 für den kommenden KlarText-Preis für Wissenschaftskommunikation bewerben. Dieser ist mit 7.500 Euro dotiert und es winkt eine Aufnahme in das Alumni-Netzwerk der verleihenden Klaus Tschira Stiftung. Außerdem werden die Beiträge mit Wissenschaftsjournalist*innen bzw. Grafiker*innen bearbeitet und im KlarText-Magazin veröffentlicht. Alle gewinnen! Denn alle Bewerber*innen können – ganz unabhängig von ihrer Platzierung – an einem zweitägigen Workshop vom Nationalen Institut für Wissenschaftskommunikation (NaWik) teilnehmen. 

Quelle: Klartext-Preis

Die Wissenschaftler*innen des Leibniz-Instituts für Pflanzenbiochemie (IPB) in Halle werden im Januar 2023 ein interdisziplinäres Forschungsprogramm starten, das die vorhandenen Kapazitäten an analytischen Hochleistungsgeräten und die Expertisen auf den Gebieten der Naturstoffchemie, der Metabolomics sowie der Chemo- und der Bioinformatik bündeln wird. Ziel des Program Center for Plant Metabolomics and Computational Biochemistry (MetaCom) ist ein umfassendes Verständnis der pflanzlichen Resilienz auf chemischer Ebene. Dazu kann MetaCom insgesamt 13 Wissenschaftler*innen, Datenmanager*innen und Technische Assistent*innen einstellen. Das MetaCom-Center soll zudem eine sichtbare Hülle erhalten; geplant ist die Errichtung eines Multifunktionsgebäudes mit Büros und Laboren für Forschende und administrative Mitarbeiter*innen.

Quelle: IPB

Ob neue Biokraftstoffe, innovative Krebsmedikamente oder nachhaltige Lebensmittel: Forschende rund um den Globus sehen immenses Potenzial in so genannten Euglenoiden. Sie vereinen tierische und pflanzliche Eigenschaften. Die bekannteste Gattung ist das Augentierchen, wissenschaftlich Euglena genannt. Allerdings sind von 1000 bekannten Arten bislang nur 20 untersucht. Das will das Euglena International Network (EIN) ändern. Im EIN haben sich daher Hunderte von Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler weltweit zusammengefunden mit dem gemeinsamen Ziel, die Forschung an Euglenoiden voranzutreiben. Der ehrgeizige Plan ist eine Sequenzierung der Genome aller bekannten Arten von Euglenoiden im Laufe des nächsten Jahrzehnts. Mit an Bord: Forscherinnen und Forscher der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (FAU).

Quelle: FAU

Um medizinische Wirkstoffe herzustellen, kommen oft Mikroorganismen wie Bakterien zum Einsatz. Gerade bei komplexen Molekülen kommen sie aber an ihre Grenzen, da sie nicht in der Lage sind, sie zu synthetisieren. Eine Alternative stellt die einzellige Grünalgenart Chlamydomonas reinhardtii dar. Forschende der Technischen Universität Kaiserslautern (TUK) haben mit ihr erstmals das komplette Spikeprotein des Coronavirus produzieren können, das an menschliche Zellen dockt. Das war bislang so nicht möglich. Die Arbeit belegt, welche Rolle die Alge künftig bei der Wirkstoffproduktion spielen kann. Die Studie haben die Forschenden im September in der Fachzeitschrift Frontiers in Plant Science veröffentlicht und heute der Öffentlichkeit vorgestellt.

Quelle: TU Kaiserslautern

Landnutzungs- und Klimaforscher kritisieren die EU-Pläne zur CO₂-Reduzierung im Rahmen des Pakets Fit for 55. In einem Kommentar im Fachjournal Nature weist ein Team von Wissenschaftlern, darunter Dr. Thomas Kastner vom Senckenberg Biodiversität und Klima Forschungszentrum Frankfurt, auf die Versäumnisse und Risiken der geplanten Regelungen hin. Das geplante „Fit for 55“-Paket enthalte viele sehr gute Ansätze – gleichzeitig würden durch falsche Anreize in der EU aber künftig noch mehr wertvolle Flächen für den Holz- statt Nahrungsmittelanbau sowie für die Gewinnung von Bio-Kraftstoffen genutzt. Dies treibe unter anderem die Auslagerung der Nahrungsmittelproduktion ins Ausland und damit die Abholzung von Wäldern weiter voran, so die Forscher. Die Förderung der Bioenergie wirke sich so negativ auf CO₂-Speicherung und Biodiversität aus.

Quelle: Senckenberg

Eine Woche vor Beginn der 15. Vertragsstaatenkonferenz zur biologischen Vielfalt (CBD COP15) in Montreal fordert ein Bündnis deutscher Wissenschafts- und Nichtregierungsorganisationen in seiner heute veröffentlichten „Frankfurter Erklärung“, das Wirtschaften gegen die Natur zu beenden. Die Organisationen stellen in ihrem Positionspapier Forderungen an die Bundesregierung und die Europäische Union für ein Gelingen des Weltnaturgipfels. Gleichzeitig machen sie konkrete Vorschläge, um eine naturverträgliche Wirtschaft zum Standard zu machen. Dabei bieten sie ihre Expertise zur Lösung der dringendsten Herausforderung der Menschheit an – der „Zwillingskrise“ aus Biodiversitätsverlust und Klimawandel.

Quelle: Senckenberg

Die Gemeinsame Wissenschaftskonferenz (GWK) hat sich vollumfänglich für das strategische Erweiterungsvorhaben „Anthropocene Biodiversity Loss“ der Senckenberg Gesellschaft für Naturforschung ausgesprochen. Der zuständige GWK-Ausschuss folgte am 20. September 2022 der im Juli vorausgegangenen Empfehlung des Wissenschaftsrats, die Senckenberg-Erweiterung in die Haushaltsaufstellung für das Jahr 2024 aufzunehmen. Drei Schwerpunkte werden im Rahmen des Konzeptes dauerhaft etabliert: Collectomics, Biodiversity Genomics und die Solutions Labs. Ein achtes Senckenberg-Institut wird in Jena gemeinsam mit der Friedrich-Schiller-Universität etabliert.

Quelle: Senckenberg

Immer mehr Bäume leiden an den Folgen des menschgemachten Klimawandels der vergangenen Jahrzehnte. Das Wachstum der Rotbuche – vor allem in Mitteleuropa zuhause und Deutschlands wichtigste heimische Waldbaumart – geht bislang vor allem im Süden Europas zurück. Ein Forschungsteam der Universität Göttingen konnte nun zeigen, dass die Rotbuche auch in Norddeutschland im Sommer unter zunehmendem Dürrestress leidet, wie sie im Fachmagazin Global Change Biology berichten.

Quelle: Uni Göttingen

Forschende haben bislang unbekannte molekulare Mechanismen entdeckt, mit denen sich Pflanzen an ihre Umwelt anpassen. Das ist wichtiges Grundlagenwissen in Zeiten der Klimaveränderung. In der Arbeitsgruppe Physiologie und Biochemie der Pflanzen der Universität Konstanz ist es gelungen, erstmals zwei sogenannte deubiquitinierende Enzyme zu identifizieren, die am molekularen Mechanismus dieses Anpassungsprozesses beteiligt sind. Die Studie publizierten die Forschenden in Nature Communications.

Quelle: Uni Konstanz

Die Hochschulrektorenkonferenz (HRK) nimmt mit großer Sorge zur Kenntnis, dass die Fortschritte bei der angemessenen Berücksichtigung von Frauen auf den akademischen Karrierestufen trotz zahlreicher Fördermaßnahmen und Initiativen immer noch zu gering ausfallen. Die jüngst von der Gemeinsamen Wissenschaftskonferenz (GWK) veröffentlichte 26. Datenfortschreibung zur Chancengleichheit belegt, dass der prozentuale Anteil von Wissenschaftlerinnen an den Hochschulen und außerhochschulischen Forschungseinrichtungen gegenüber den Vorjahren zwar erneut gestiegen ist, aber auf den höheren Karrierestufen de facto stagniert.

Quelle: HRK

Viele Farn- und Blütenpflanzen sind heute in der heimischen Natur selten geworden, zu viele Arten sind bereits ausgestorben oder verschollen. Unter der Leitung von Luise Ehrendorfer vom Department für Botanik und Biodiversitätsforschung der Universität Wien wurde nun in enger Zusammenarbeit mit zahlreichen Kenner*innen der österreichischen Flora nach über 20 Jahren eine aktualisierte Rote Liste erstellt. Die Zahl der gefährdeten Arten in Österreich hat seit der letzten Veröffentlichung zugenommen: 66 Arten sind heute österreichweit ausgestorben bzw. verschollen, 235 Arten sind vom Aussterben bedroht, dazu kommen weitere 973 Arten, die in geringerem oder selten auch unbekanntem Ausmaß gefährdet sind.

Quelle: Uni Wien

Wie die Pflanzen ihre Photosynthese bei wechselnden Lichtbedingungen optimieren können, haben Forschende untersucht. Dabei deckten sie die Bedeutung zweier Schlüsselproteine für die dynamische Steuerung der Photosynthese in Arabidopsis thaliana auf. Wie sie zeigen, haben sowohl die Lichtmenge, als auch die Anzahl von Lichtveränderung einen starken Einfluss auf die Funktion der beiden Ionentransportproteine mit den Bezeichnungen VCCN1 und KEA3. Die Studie der Forschenden vom Max-Planck-Institut für Molekulare Pflanzenphysiologie erschien im Journal New Phytologist.

Quelle: MPI für für Molekulare Pflanzenphysiologie

In umfangreichen Experimenten an der Modellpflanze Arabidopsis thaliana konnten die Forscherinnen und Forscher zeigen, dass das Protein BICAT3 dafür verantwortlich ist, dass Mangan an die richtigen Stellen in Pflanzenzellen transportiert wird. Ist es defekt, hat das einen verheerenden Einfluss auf das Wachstum der Pflanzen: Ihre Blätter sind deutlich kleiner und sie bilden weniger Samen als sonst. Die Transportwege für Mangan in Pflanzen und die Rolle von BICAT3 beschreibt das Team unter Leitung von Edgar Peiter von der Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg (MLU) im Fachjournal Plant Physiology. Die Ergebnisse könnten eine Grundlage dafür darstellen, das Wachstum von Nutzpflanzen zu verbessern.

Quelle: MLU

• Zurück in die Zukunft der Photosynthese
• Wege der molekularen Evolution der Zellteilungskontrolle entdeckt
• Photosystem I kann auch als Dimer vorkommen
• Katzenminze und Erbsenblattlaus bilden auf unterschiedliche Art und Weise das gleiche chemische Molekül  
• Extremer Salzstress löst Blätterbewegung aus 

Alle Nachrichten dieser Woche

• Schädlinge werden zu Pflanzenbestäubern
• Alte und exotische Sorten für den umweltfreundlichen Weizenanbau
• Kristallspuren in fossilen Blättern 

Alle Nachrichten dieser Woche

• Biodiversitätstrend der Schweizer Flora relativiert
• Landrechte und Entwaldung sind eng verknüpft
• Mehr als „Superfood“: Wasserlinsen speichern Seltene Erden
• Mehrjährige Blühstreifen in Kombination mit Hecken unterstützen Wildbienen in Agrarlandschaften am besten 

Alle Nachrichten dieser Woche

• Pflanzenzucht: Mit “unsichtbaren” Chromosomen positive Eigenschaften gemeinsam vererben
• Reparatur-Trupp im Moos funktioniert auch im Menschen

Alle Nachrichten dieser Woche

• Fucoxanthin-Biosynthese in Kieselalge entschlüsselt
• Junge Gene passen sich schneller an als Alte
• Entwicklung und ökologischer Wettbewerb mehrzelliger Lebenszyklen  
• Miscanthus und Wildblumen für nachhaltige Bioenergie vom Acker

Alle Nachrichten dieser Woche

• Spiegelmoleküle verraten Trockenstress von Wäldern
• Landwirtschaft ist verantwortlich für mehr als 90 Prozent der tropischen Entwaldung
• Was zur Verholzung auf Inseln führt
• Auen verbessern die Wasserqualität von Flüssen 

Alle Nachrichten dieser Woche

Durch überschüssige Nährstoffe und/oder das Fehlen von Pflanzenfressern gelangt weniger Licht in die untere Vegetationsschicht des Grünlands. Dann dominieren wenige wuchsstarke Arten und die Pflanzenvielfalt geht zurück. Dieser Zusammenhang wurde bislang nur indirekt hergestellt, aber nie experimentell im Freiland. Nun hat ein internationales Team, u.a. mit Wissenschaftler*innen des Helmholtz-Zentrums für Umweltforschung (UFZ), der Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg (MLU) und des Deutschen Zentrums für integrative Biodiversitätsforschung (iDiv), die dominierende Rolle der Lichtkonkurrenz experimentell belegen können und im Fachjournal Nature veröffentlicht.

Quelle: UFZ

Auch wenn noch nicht klar ist, wie ATP-Synthasen in der Zelle aufgebaut werden, haben Forschende nun am Modellorganismus Arabidopsis thaliana die Rolle des Hilfsfaktors CGL160 aufgeklärt. Das Protein CGL160 übernimmt eine zentrale Rolle, indem es den Bestandteil CF1 (coupling factor 1) der ATP-Synthase rekrutiert. „Das Protein CGL160 sitzt mit seiner Basis in der Thylakoidmembran, während seine N-terminale Domäne wie eine Angel herausragt und den löslichen CF1 Teil der ATP-Synthasen aus der Flüssigkeit im Inneren der Chloroplasten fischt. Dieser Teil des Proteins bindet das CF1 ‚Köpfchen‘ und erleichtert die Verknüpfung mit dem in der Thylakoidmembran verankerten Teil der ATP-Synthase, was deren Bildung deutlich effizienter gestaltet“, erläutert Thilo Rühle, der die Ergebnisse gemeinsam mit Bennet Reiter und Prof. Dario Leister im Fachmagazin The Plant Cell schildert.

Quelle: LMU

Mit der Genschere Cas9 haben Forschende ein Gen in der Gerste so verändernt, dass für die Wintergerste neue Resistenzen gegen bedeutende Viren zur Verfügung stehen. Das berichten Forschende um Robert Hoffie aus der Arbeitsgruppe „Pflanzliche Reproduktionsbiologie“ des Leibniz-Instituts für Pflanzengenetik und Kulturpflanzenforschung (IPK) Gatersleben im Plant Biotechnology Journal. Die Ergebnisse sind vielversprechend: „Die gezielt veränderten Pflanzen waren im Gewächshausversuch nicht nur resistent gegen eine Infektion mit dem Gerstenmosaikvirus (BaMMV), sondern es gab auch keine negativen Auswirkungen auf Wachstum und Ertrag,“ fasst Hoffie zusammen. „Die Studie zeigt beispielhaft, wie wir das Material der Genbank heute mit überaus effizienten und präzisen biotechnologischen Werkzeugen wie der Genschere Cas9 für die Pflanzenzüchtung nutzen können“, kommentiert Dr. Jochen Kumlehn, Leiter der Studie und Leiter der Arbeitsgruppe „Pflanzliche Reproduktionsbiologie“. Zugleich öffnen sich mit den neuen Erkenntnissen auch weitere Forschungsansätze. So ist davon auszugehen, dass die Veränderung von PDIL-Genen auch in anderen Pflanzenarten zu Virusresistenzen führen kann.

Quelle: IPK (pdf)

Die Klimaerwärmung lässt in der Arktis den Permafrost auftauen, Gletscher schmelzen und führt zu Vegetationsveränderungen, extremer Trockenheit und Feuern. Diese Entwicklungen hängen stark vom Energieaustausch zwischen Atmosphäre und Boden ab. Forscherinnen der Universität Zürich zeigen nun, dass unterschiedliche Pflanzengemeinschaften in der Tundra diesen Energieaustausch stark beeinflussen, in Klimamodellen aber nicht berücksichtigt werden. "Die Erkenntnisse zu den Energieflüssen in der Arktis sind besonders wichtig, da der Erhalt des Permafrostes insbesondere davon abhängt, wie gross der Wärmefluss in den Boden ist", sagt Professorin Gabriela Schaepman-Strub von der Universität Zürich (UZH). Die im Fachmagazin Nature Communications veröffentlichten Studiendaten ermöglichen es nun, die Auswirkungen der verschiedenen Pflanzengemeinschaften und ihrer räumlichen Verteilung in Klimavorhersagen aufzunehmen. So kann mit verfeinerten Klimamodelle berechnet werden, ob und wie stark die Tundren-Vegetation in der Arktis den Boden kühl halten kann.

Quelle: UZH

Wie eine Studie im präklinischen Modell sowie in Untersuchungen an menschlichen Immunzellen zeigen konnte, verbessert Urolithin A die Funktion von Immunzellen in ihrem Kampf gegen Krebs nachhaltig. Tumorbekämpfende T-Zellen werden nach einer Behandlung mit dem Stoffwechselprodukt aus Granatäpfeln zu T-Gedächtnisstammzellen, die aufgrund ihrer Teilungsfähigkeit ständig das Immunsystem mit verjüngten, nicht erschöpften T-Zellen versorgen. Das berichten Forschende aus dem Georg-Speyer-Haus in Frankfurt und der Goethe-Universität Frankfurt über ihr interdisziplinäres Projekt des LOEWE-Zentrums Frankfurt Cancer Institute über den neuen Ansatz zur Therapie von Darmkrebs im Fachjournal Immunity. Aufbauend auf den Erkenntnissen aus dem Labor planen die Forschenden die erfolgreiche Zusammenarbeit fortzuführen: Die Anwendung von Urolithin A soll in nächsten Schritten zur Therapie von Personen mit Darmkrebs im Rahmen von klinischen Studien untersucht werden.

Quelle: Uni Frankfurt

• Überlebenskünstler: Warum Farne Gene horten
• Erste globale Klimarisikokarte für den Wald
• Stammesgeschichte der Jochalgen aufgeklärt
• Große Pflanzenvielfalt ist oft auf kleinstem Raum zu finden 

Alle Nachrichten dieser Woche

• Pflanzen können die Intensität von Salzstress messen
• Meerestrauben: gesunde Algen-Delikatesse aus dem Ozean
• Die Verwandtschaft der Wachsblumen
• Wenn Mütter die Gene der Väter im Embryo komplett abschalten

Alle Nachrichten dieser Woche

• Wie Pflanzen just-in-time Chlorophyll produzieren
• Bestimmung der Spezifität von Zielgenen über Protein-Protein-Wechselwirkungen  
• Satellitendaten bestätigen massive Algenblüte in der Oder

Alle Nachrichten dieser Woche

• Globale Studie erforscht und gewichtet Ursachen für die Vielfalt von Baumarten
• Wie ein Schadpilz Maispflanzen wehrlos macht
• Wie Kalzium-Ionen in die Kraftwerke von Pflanzenzellen gelangen

Alle Nachrichten dieser Woche

Fast ein halbes Jahrhundert lang haben Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler über den Ursprung der Feenkreise in Namibia gerätselt. Zwei Haupttheorien lauteten: Entweder waren Termiten dafür verantwortlich, oder die Pflanzen organisierten sich irgendwie selbst. Jetzt hat ein Forschungsteam der Universität Göttingen von zwei außergewöhnlich guten Niederschlagsperioden in der Namib-Wüste profitiert: Die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler konnten zeigen, dass die Gräser innerhalb der Feenkreise unmittelbar nach dem Regen abstarben, aber Termitenaktivität nicht die Ursache für die kahlen Flecken war, wie sie in der Fachzeitschrift Perspectives in Plant Ecology, Evolution and Systematics berichten.

Quelle: Uni Göttingen

Ein „Nabe und Speiche"-System ermöglicht es Pflanzenzellen, den zellulären Transport effizient zu koordinieren. Dies gilt insbesondere für den Autophagie-Prozess, die zelluläre Müllabfuhr. Spezialisierte Vesikel, die Autophagosomen, verschlingen schädliche Moleküle und transportieren sie in die Vakuole, wo sie abgebaut werden. Auf diesem Weg reifen die Autophagosomen durch molekulare Mechanismen, die in Pflanzen wenig erforscht sind. Forschende des Gregor Mendel Institut für Molekulare Pflanzenbiologie der Österreichischen Akademie der Wissenschaften (GMI) liefern neue Erkenntnisse über diese Mechanismen. Ihre Ergebnisse haben sie im Journal of Cell Biology veröffentlicht.

Quelle: GMI

Ein deutsch-chinesisches Forschungsteam hat bei der Acker-Schmalwand (Arabidopsis thaliana) erstmals gezeigt, wie Pflanzen einen Manganmangel wahrnehmen und welche Prozesse auf molekularer Ebene in der Pflanze stattfinden. Das Forschungsteam um Prof. Dr. Jörg Kudla vom Institut für Biologie und Biotechnologie der Pflanzen der Westfälischen Wilhelms-Universität Münster (WWU) wiesen nach, dass eine bisher unentdeckte Zellgruppe in der Pflanzenwurzel dabei eine entscheidende Rolle spielt. Dies schildern sie im Fachblatt PNAS. Von den Ergebnissen erhoffen sich die Wissenschaftler*innen perspektivisch Ansätze, um Pflanzen gegen Manganmangel widerstandsfähiger zu machen. Manganmangel kommt häufig in alkalischen und kalkhaltigen Böden vor.

Quelle: WWU

Durch koloniale Handelspolitik wurden die Floren besetzter Gebiete geprägt, diese Veränderungen sind bis heute sichtbar und finden teils immer noch statt. Das stellte ein internationales Forschungsteam unter der Leitung der Biodiversitätsforscher Bernd Lenzner und Franz Essl von der Universität Wien fest. Die Pflanzenwelten in Gebieten, die ehemals von der gleichen Kolonialmacht besetzt wurden, ähneln einander heute noch stark. Diese Ähnlichkeit nimmt zudem mit der Länge der ehemaligen Besetzung zu. Die neuen Erkenntnisse wurden in der Fachzeitschrift Nature Ecology and Evolution veröffentlicht.

Quelle: Uni Wien

Ein internationales Forschungsteam hat das Protein „Survivin“ in Pflanzen identifiziert, welches zum Auffinden von Verwandten dieses Proteins in vielen Eukaryonten geführt hat. „Survivin“ ist für die Verankerung der Chromosomen bei der Zellteilung essenziell und wurde bisher nur in Pilzen und Tieren gefunden. Die Studie hat das Team um den Hamburger Entwicklungsbiologen Prof. Dr. Arp Schnittger des Fachbereichs Biologie der Universität Hamburg nun in der Fachzeitschrift Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) publiziert.

Quelle: Uni Hamburg beim idw

Forschende rekonstruierten uralte Enzyme und zeigen so, wie sich die Photosynthese an das Auftreten von Sauerstoff anpassen konnte. Dazu rekonstruierten sie Milliarden Jahre alte dieser zentralen Enzyme der Photosynthese, Rubisco, die das häufigste Enzym der Erde darstellen. Im Fachmagazin Science schildern die Forschenden des Max-Planck-Instituts für terrestrische Mikrobiologie in Marburg eine der wichtigsten Anpassungen der frühen Photosynthese. Ihre Ergebnisse liefern nicht nur Erkenntnisse zur Evolution der modernen Photosynthese, sondern auch ganz neue Ansätze für ihre synthetische Verbesserung.

Quelle: MPI für terrestrische Mikrobiologie

Von Wäldern über Steppen bis hin zu Mooren, Meeren und vielen mehr – die globale Vielfalt der Lebensräume ist überwältigend. Bis vor Kurzem gab es jedoch kein umfassendes, wissenschaftliches Klassifizierungssystem dieser Vielfalt. Ein internationales Forscher*innenteam unter Beteiligung von Franz Essl vom Department für Botanik und Biodiversitätsforschung der Universität Wien veröffentlicht nun in Nature erstmals eine Klassifizierung der Lebensräume der Erde. Die Wissenschafter*innen liefern damit eine wesentliche Grundlage für den dringend nötigen besseren Schutz von Lebensräumen.

Quelle: Uni Wien

Die DNA aus Sedimenten gibt Auskunft über den Gebrauch von Pflanzen durch Menschen der Altsteinzeit. Unter der Leitung der Universität Oslo hat ein internationales Forschungsteam aus den Sedimenten der armenischen „Aghitu-3“-Höhle Pflanzen-DNA extrahiert und analysiert. Die Höhle wurde vor etwa 40.000 bis 25.000 Jahren von Menschen des Jungpaläolithikums als Unterschlupf genutzt. Eine detaillierte Auswertung der DNA zeigt, dass die Hölen-Bewohnenden zahlreiche Pflanzenarten zu verschiedenen Zwecken genutzt haben könnten. Insgesamt 43 Pflanzenordnungen konnten die Forschenden identifizieren – bis auf fünf sind diese für die Nutzung durch den Menschen geeignet. Einige der Pflanzen haben medizinische Eigenschaften, während andere als Nahrungsmittel, Aromastoffe oder Mückenschutzmittel verwendet werden können. Die Funde von DNA aus Pflanzen, die Farbstoffe oder Fasern liefern, lassen vermuten, dass die Menschen in dieser Region Pflanzen zur Herstellung von Nähgarnen oder Schnüren und zum Auffädeln von Muschelperlen verwendet haben. Die Studie, an der auch Forschende des Senckenberg Forschungsinstituts und Naturmuseen beteiligt waren, erschien kürzlich im Fachmagazin Journal of Human Evolution.

Quelle: Senckenberg

Einen spannenden Lösungsansatz bei der Suche nach der alternativen Energiequelle Wasserstoff hat die Biologin Kirstin Gutekunst: An der Uni Kassel erforscht sie wie Pflanzen und Bakterien bei der Photosynthese Sonnenlicht in Energie für ihren Stoffwechsel umwandeln. Cyanobakterien (manchmal Blaualgen genannt) produzieren dabei auch Wasserstoff. Gutekunst untersucht, wie sich die H2-Ausbeute biotechnologisch erhöhen lässt für eine leuchtende Zukunft: Wasserstoff-Produktion via Photosynthese, ganz ohne CO₂-Abgase – Grüner geht’s nicht, zeigt das Portal Bioökonomie.de in einem Video, einer Text-Bild-Reportage und in einem Podcast in der Reihe "Biopioniere".

Quelle: Bioökonomie.de

Einem internationalen Forschungsteam ist es erstmals gelungen, eine wichtige Hypothese zur Diversität der Bestäubung durch Tiere zu bestätigen: Pflanzenschädlinge können im Lauf der Evolution zu nützlichen Bestäubern werden. Die Pflanzenforschung nennt diese Hypothese antagonist capture. Dabei "schnappen" sich die Pflanzen durch evolutive Anpassungen in den Blüten oder Blütenständen einen Schädling und machen ihn zu einem Bestäuber. Diese Theorie ist nun erstmals an einem Aronstabgewächs (Araceae) aus der Gattung Syngonium in Costa Rica bestätigt worden. Die Untersuchungen, die auch ein völlig neues Bestäubungssystem und einen bisher unbekannten Blüten-Duftstoff ans Licht brachten, haben die Forschenden um Florian Etl und Jürg Schönenberger (Universität Wien), Stefan Dötterl und Mario Schubert (Universität Salzburg) sowie Christian Kaiser und Oliver Reiser (Universität Regensburg) im Fachblatt Current Biology publiziert.

Quelle: Uni Wien

Wie sich Pflanzen an ihre Umwelt anpassen, erforscht Prof. Dr. Sascha Laubinger. Seit 1. Oktober ist er Professor für Allgemeine Genetik an der Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg. „Pflanzen schaffen all das nur, wenn sie alle Umweltfaktoren, wie das Licht oder zum Beispiel Trockenheit, wahrnehmen können und dann gezielt die Aktivität bestimmter Gene anpassen“, erklärt Prof. Dr. Sascha Laubinger. In seiner Arbeit befasst er sich deshalb mit der Frage, wie pflanzliche Gene reguliert werden.

Quelle: Campus hallensis

Viele alte und exotische Sorten enthalten wertvolle Gen-Varianten, die modernen Sorten verloren gegangen sind, aber für die Pflanzenproduktion der Zukunft entscheidend sein können. Wie dieser Schatz biologischer Vielfalt bei Weizen für die Landwirtschaft erschlossen werden kann, schildern Forschende des Leibniz Instituts für Pflanzengenetik und Kulturpflanzenforschung (IPK) in einer Studie im Fachmagazin Nature Genetics.

Quelle: IPK (pdf)

Die Abholzung tropischer Wälder führt zu einem starken Rückgang der Biodiversität und der hiesigen Kohlenstoffspeicher. Forschende vom Deutschen Zentrum für integrative Biodiversitätsforschung (iDiv) und der Universität Leipzig haben nun den Zusammenhang zwischen Landrechten und der Entwaldung in Brasilien genauer untersucht. Im Fachmagazin Nature Communications zeigen sie auf, dass schlecht definierte Landrechte Hand in Hand mit einer erhöhten Abholzungsrate gehen. Eine Privatisierung dieser Gebiete, wie sie in den Tropen häufig vorangetrieben wird, kann jedoch nur dann Abhilfe schaffen, wenn sie unter strengen Umweltauflagen geschieht.

Quelle: iDiv

Bisherige Naturschutzmaßnahmen steigern kaum die Artenvielfalt heimischer Pflanzen mit spezialisierter Bestäubungsbiologie. Ökologische Untersuchungen relativieren positiven Biodiversitätstrend in der Schweizer Flora. Eine Studie eines deutsch-schweizerischen Forschungsteams der Universitäten in Bonn, Zürich und Basel sowie des Naturkundemuseums Stuttgart (SMNS) liefert im Fachmagazin BMC Ecology & Evolution Hinweise für Naturschutzmaßnahmen in Mitteleuropa.

Quelle: Naturkundemuseum Stuttgart

Die ersten digitalen Herbarbelege aus dem Nationalen Herbarium von Usbekistan (TASH) wurden an die Global Biodiversity Information Facility (GBIF) übertragen. Das TASH am Institut für Botanik der Akademie der Wissenschaften Usbekistans in Taschkent beherbergt die größte Sammlung von Herbarbelegen in Zentralasien. Es gehört zu den 100 größten Herbarien der Welt. Die Sammlung enthält mehr als 1,5 Millionen Pflanzenbelege, die in den vergangenen 180 Jahren in allen Regionen Zentralasiens gesammelt wurden. Die Digitalisierung der Herbarbelege des TASH findet im Rahmen des Projektes Virtual Flora of Central Asia (CAViF) statt. Dabei haben Wissenschaftler*innen des Instituts für Botanik der Akademie der Wissenschaften Usbekistans, der Universität Greifswald und der Michael Succow Stiftung (Greifswald) eng zusammengearbeitet. Die GBIF ist mit über 2 Milliarden Einträgen die weltweit umfassendste Biodiversitätsdatenbank, und steht Wissenschaftler*innen auf der ganzen Welt unter der creative commons Lizenz zur Verfügung.

Quelle: Uni Greifswald

Landwirt*innen sollten ein Netzwerk aus mehrjährigen Blühstreifen in Kombination mit Hecken schaffen, um Wildbienen ein kontinuierliches Blütenangebot zu bieten. Zu dieser Empfehlung kommen die Ökolog*innen Dr. Vivien von Königslöw, Dr. Felix Fornoff und Prof. Dr. Alexandra-Maria Klein vom Institut für Geo- und Umweltnaturwissenschaften an der Fakultät für Umwelt und Natürliche Ressourcen der Universität Freiburg nach ihren Untersuchungen in Apfel-Plantagen in Süddeutschland. Ihre Forschungsergebnisse veröffentlichten sie im Journal of Applied Ecology.

Quelle: Uni Freiburg

Jede Pflanzenart hat für sie typische chemische Inhaltsstoffe. Bei einigen Arten gibt es von Pflanze zu Pflanze starke Unterschiede, wie die chemischen Verbindungen zusammengesetzt sind. Solche Arten weisen eine hohe Chemodiversität auf. Welche Bedeutung hat chemische Vielfalt für Pflanzen in einer sich verändernden Umwelt? Was sind die Ursachen und welche Konsequenzen sind damit verbunden? Mit diesen Fragen befasst sich eine Konferenz der Forschungsgruppe „Ökologie und Evolution intraspezifischer Chemodiversität von Pflanzen“ (FOR 3000). „Mit unserem Verbundprojekt sind wir im dritten Forschungsjahr. Auf der Konferenz führen wir die Zwischenergebnisse aller Teilprojekte zusammen“, sagt Professorin Dr. Caroline Müller von der Fakultät für Biologie der Universität Bielefeld. Sie ist die Sprecherin der Forschungsgruppe zur Chemodiversität. „Es wäre dringend an der Zeit, umzudenken und hoher Diversität und speziell Chemodiversität auch auf dem Acker einen höheren Stellenwert zuzuweisen, um damit die Abwehrkraft von Nutzpflanzen – insbesondere in sich ändernden Umwelten – zu steigern“, sagt Caroline Müller. „Aber auch die Medizin kann von unseren Forschungsergebnissen profitieren. So finden sich in Pflanzen diverse Naturstoffe, die zum Beispiel das Wachstum von Pilzen hemmen. Diese Wirkstoffe lassen sich in der Medizin nutzen“, sagt Müller.

Quelle: Uni Bielefeld

Infolge des Klimawandels kommt es immer häufiger zu Starkregen und Überflutungen. Wie Pflanzen auf den dadurch verursachten Stress reagieren, wird weltweit von vielen Forscher*innen untersucht. Sie haben sich in der International Society for Plant Anaerobiosis (ISPA) zusammengeschlossen. Die Konferenz der ISPA wird in diesem Jahr unter der Federführung der Pflanzengenetikerin Prof. Dr. Angelika Mustroph von der Universität Bayreuth erstmals in Deutschland organisiert (siehe Programm). Rund 100 Teilnehmende werden sich vom 25. bis 29. September 2022 im Kloster Banz im bayerischen Bad Staffelstein über aktuelle Forschungsergebnisse austauschen. Die diesjährige Konferenz der ISPA wird von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) und von unserer Deutschen Botanischen Gesellschaft (DBG) gefördert.

Quelle: Uni Bayreuth

Bei der Pflanzenzucht können einzelne positiver Eigenschaften verloren gehen, wenn die entsprechenden Gene auf einem Chromosom weit auseinander liegen. Um sie zukünftig gemeinsam vererben zu können, haben Forschende des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) und des Leibniz-Instituts für Pflanzengenetik & Kulturpflanzenforschung (IPK) nun mit CRISPR/Cas neun Zehntel eines Chromosoms „umgedreht“ und damit genetisch stillgelegt. Die auf diesem Teil liegenden Eigenschaften werden für den genetischen Austausch unsichtbar und so unverändert weitervererbt. Über ihre Ergebnisse berichten die Forschenden um Professor Holger Puchta vom Botanischen Institut des KIT in Nature Plants.

Quelle: KIT

Das Alter eines Gens bestimmt, wie schnell es sich anpasst. Diese Erkenntnisse demonstrieren, wie die Evolution der Gene als "adaptiver Spaziergang" durch die Zeit verläuft, berichten Forschende des Max-Planck-Instituts für Evolutionsbiologie in Plön und der University of Sussex in Großbritannien im Fachmagazin PLoS Biology. Anhand von zwei verschiedenen Arten, der Fruchtfliege Drosophila melanogaster und der kleinen Blütenpflanze Arabidopsis thaliana, zeigte die Studie, dass das Alter eines Gens die Geschwindigkeit der molekularen Anpassung erheblich beeinflusst und dass Mutationen in jungen Genen tendenziell größere Auswirkungen haben. Diese Ergebnisse liefern den ersten eindeutigen empirischen Beweis dafür, dass die molekulare Evolution über einen langen Zeitraum hinweg einem adaptiven Wanderungsmodell folgt, und ergänzen die vor fast 100 Jahren vorgeschlagene Theorie der Fitnesslandschaft um eine neue Beweislage.

Quelle: MPI für Evolutionsbiologie

Ein Plus für die Artenvielfalt – und zugleich bessere Verbrennungseigenschaften, so die Idee: Blühpflanzen wirken sich bei der Energieerzeugung mit Miscanthus rundum positiv aus. Das hochwachsende Gras ist eine wichtige Biomasse-Pflanze in der Bioökonomie, besonders auch zur Energiegewinnung. Um die biologische Vielfalt zu fördern, könnte Miscanthus gemeinsam mit einheimischen, mehrjährigen Blühpflanzen wie Rainfarn, Beifuß, Wilde Karde und Gelber Steinklee angebaut werden. Ein Team von Forschenden der Universität Hohenheim in Stuttgart, des Forschungszentrums Jülich und der Hunan Agricultural University in China hat nun untersucht, wie sich – neben dem Plus für das Ökosystem – die vier ausgewählten Wildpflanzenarten als Additive auf die Verbrennung von Miscanthus zur Energieerzeugung auswirken. Erste Ergebnisse sind Ende August in der Fachzeitschrift Renewable and Sustainable Energy Reviews erschienen und heute der Öffentlichkeit vorgestellt worden.

Quelle: Uni Hohenheim

Eine in der Fachzeitschrift Science veröffentlichte Studie stellt fest, dass die globale Landwirtschaft für 90 bis 99 Prozent der gesamten tropischen Entwaldung verantwortlich ist. Allerdings führt nur die Hälfte bis zwei Drittel davon zu einer Ausweitung der aktiven landwirtschaftlichen Produktion. Für einen effektiven Kampf gegen die tropische Entwaldung muss auch der indirekte Einfluss der Landwirtschaft berücksichtigt werden, resümieren die Forschenden in der internationalen Studie mit Beteiligung der Humboldt-Universität zu Berlin.

Quelle: HU Berlin

Verstärkte Trockenheit, das Fehlen von Fressfeinden und Abgeschiedenheit bilden die wichtigsten Gründe dafür, dass Pflanzen auf Inseln dazu neigen, zu verholzten Wuchsformen überzugehen. Daneben wirken jedoch auch andere Faktoren darauf hin, eine krautige Form aufzugeben – je nach Lage der Inseln, auf der die betroffenen Arten heimisch sind. Das hat eine deutsch-niederländische Forschungsgruppe unter Federführung des Marburger Biologen Professor Dr. Alexander Zizka herausgefunden, indem sie Daten von 375 Inseln zusammengetragen und analysiert hat. Das Team berichtet in der Wissenschaftszeitschrift PNAS über seine Ergebnisse.

Quelle: Uni Marburg

Viele Flüsse sind durch Stickstoffeinträge belastet. Wie groß diese Einträge sind, in welchem Umfang sie abgebaut werden und welchen Anteil die Auengebiete daran haben, hat ein internationales Forschungsprojekt unter Beteiligung des Leibniz-Instituts für Gewässerökologie und Binnenfischerei (IGB) nun erstmals für das Donau-Einzugsgebiet untersucht. Die im Fachmagazin Science of The Total Environment veröffentlichten Ergebnisse zeigen, wie sinnvoll die großräumige Renaturierung von Flussauen für eine bessere Wasserqualität ist.

Quelle: IGB

Farnpflanzen enthalten riesigen Mengen an DNA. Eine Farnpflanze, die man in einem Topf mit dem Durchmesser eines Suppentellers ziehen könnte, hält den „Weltrekord“ für die höchste Anzahl an Chromosomen: 720 Chromosomenpaare finden sich in jedem einzelnen Zellkern. Die Frage, warum Farne DNA „horten“, gab den Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern bislang Rätsel auf. Nach jahrelangen aufwändigen Forschungsarbeiten ist es nun Forschenden aus 28 über die Welt verteilten Institutionen gelungen, ein Farngenom trotz seiner beeindruckenden Größe zu sequenzieren und interpretieren. Die Ergebnisse sind jetzt unter dem Titel Dynamic genome evolution in a model fern in der Fachzeitschrift Nature Plants erschienen. Beteiligt an der Publikation sind u.a. Prof. Dr. Annette Becker und Clemens Rössner vom Institut für Botanik der Justus-Liebig-Universität Gießen (JLU).

Quelle: JLU

Im ersten Moment klingt die Aussage fast kurios, ist aber wahr: Die Steppen Osteuropas beherbergen ähnlich viele Pflanzenarten wie Regionen des Amazonasregenwaldes. Das zeigt sich aber nur, wenn Forschende die Arten nicht nur auf großen Flächen von vielen Hektar zählen. Warum sich das Zählen auch auf viel kleineren Flächen im Bereich von wenigen Quadratmetern bis einigen Hundert lohnt, zeigt jetzt ein internationales Forschungsteam unter Leitung der Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg (MLU) und des Deutschen Zentrums für integrative Biodiversitätsforschung (iDiv) Halle-Jena-Leipzig im Fachjournal Nature Ecology & Evolution. Für die Studie analysierte das Team einen Datensatz von rund 170.000 Vegetationsaufnahmen aller Klimazonen der Erde. Bei der Auswertung zeigte sich, dass es Gebiete auf der Erde gibt, bei denen relativ große Untersuchungsflächen das Bild verzerren können: In den Steppen Osteuropas und Sibiriens oder den europäischen Alpenländern etwa lässt sich auf kleinen Flächen eine verhältnismäßig hohe Artenvielfalt feststellen. Die großen Unterschiede zwischen den Tropen, wie dem Amazonasgebiet, und den gemäßigten Klimazonen verschwinden demnach auf einer feinen räumlichen Skala fast ganz.

Quelle: MLU

Mit wissenschaftsbasierten Methoden der Entwaldung in Tansania entgegenzuwirken und mögliche Klimarisiken zu mindern, ist Ziel eines neuen Projekts unter der Leitung des Oldenburger Ökonomen Prof. Dr. Bernd Siebenhüner. Im Mittelpunkt des Vorhabens steht dabei die Beteiligung der Menschen vor Ort. Das ostafrikanische Tansania ist reich an Naturschätzen: Es beherbergt sechs der weltweit 36 sogenannten Biodiversitätshotspots. Gleichzeitig gehört Tansania zu den fünf Ländern weltweit, in denen die Abholzung von Wäldern am schnellsten fortschreitet. Der Klimawandel könnte künftig zusätzliche Risiken für Mensch und Natur mit sich bringen, etwa durch mehr heiße Tage im Jahr und höhere Wahrscheinlichkeiten für Dürren und Starkregenfälle. Ziel des Projekts ist daher, sogenannte naturbasierte Lösungen umzusetzen und dafür die geeigneten Beteiligungsprozesse zu entwickeln. Konkret wollen die Forschenden gemeinsam mit Beteiligten vor Ort Wiederaufforstungsprojekte durchführen, die Treibhausgasemissionen reduzieren, Ökosystemleistungen erhöhen und Klimarisiken mindern sollen. Hauptpartner der Universität Oldenburg ist die Nichtregierungsorganisation Climate Action Network Tanzania. Das Vorhaben „Förderung von Beteiligungsprozessen zur Umsetzung von NDC durch naturbasierte Lösungen in urbanen, ruralen und Küstenlandschaften Tansanias“ wird für drei Jahre mit gut 500.000 Euro aus Mitteln der Internationalen Klimaschutzinitiative der Bundesregierung gefördert.

Quelle: Uni Oldenburg

Salzstress löst in einer speziellen Zellgruppe der Pflanzenwurzel Kalziumsignale aus. Die „natriumempfindliche Nische“ der Zellen beschreibt ein Team um Prof. Dr. Jörg Kudla der Westfälischen Wilhelms-Universität (WWU) Münster im Fachmagazin Developmental Cell. Das Forschungsteam identifizierte darüber hinaus einen Schaltermechanismus zur Anpassung an unterschiedliche Stärken von Salzstress in dem ein bestimmtes kalziumbindendes Protein (CBL8), besonders zur Salztoleranz unter starken Salzstressbedingungen beiträgt.

Quelle: WWU

Wie im Hinblick auf die Ernährung die Qualität von Algenprodukten noch verbessert werden kann, zeigt eine neue Studie des Leibniz-Zentrums für Marine Tropenforschung (ZMT) anhand der Meerestrauben. Die Studie über die aus dem Indopazifik stammende Algenart wurde im Fachjournal Algal Research veröffentlicht.

Quelle: ZMT

Beim Menschen und bei vielen anderen Arten beeinflussen sowohl die von der Mutter als auch die vom Vater vererbten Gene die Entwicklung des Embryos. Beim Lebermoos Marchantia polymorpha übernimmt die Mutter die totale Kontrolle, wie Forschende aus der Gruppe von Frédéric Berger am Wiener Gregor Mendel Institut herausgefunden haben. In ihrer im Fachjournal eLife veröffentlichten Studie zeigt die Gruppe, dass die Mutterpflanze beim Lebermoos die väterlichen Gene in ihren Embryonen vollständig deaktiviert, damit deren Entwicklung fehlerfrei ablaufen kann. "Wir fanden heraus, dass Marchantia die väterlichen Chromosomen im Embryo noch vor der Verschmelzung des väterlichen und mütterlichen Genoms vollständig ausschaltet. Auf diese Weise bewahrt Marchantia selbst während des kurzen Stadiums, in dem es diploid wird, eine funktionelle Haploidie,“ sagt Erstautor Sean Montgomery. „Die Entwicklung des Embryos hängt also ausschließlich von der Expression der mütterlichen Gene ab. In gewisser Weise haben die mütterlichen Gene die totale Kontrolle. Eine Behinderung dieses Prozesses führt zur Expression der väterlichen Gene und damit zum Tod des Embryos,“ ergänzt Berger.

Quelle: GMI

In der Oder lässt sich mit Satellitendaten eine massive Algenblüte nachweisen. Experten von Brockmann Consult (Unternehmen für Umweltdatenanalyse und -software aus Hamburg) haben in enger Abstimmung mit dem Leibniz-Institut für Gewässerökologie und Binnenfischerei (IGB) und der AG Modellierungsverfahren in der Fernerkundung der Universität Leipzig die Roh-Satellitendaten des europäischen Copernicus Satelliten Sentinel 2 prozessiert und daraus Chlorophyll-Konzentrationen, die als Anzeiger für die Algenblüte dienen, berechnet.

Quelle: IBG

Neueste Untersuchungen erhärten den Verdacht, dass die Massenentwicklung einer giftigen Brackwasser-Alge in der Oder stattgefunden hat. Von einem natürlichen Phänomen gehen die Forschenden nach wie vor nicht aus, denn die Algenart kommt auf den betroffenen Oder-Abschnitten unter natürlichen Bedingungen nicht massenhaft vor. Für Massenaufkommen ist sie in diesem Bereich auf Salzgehalte angewiesen, die nur durch industrielle Einleitungen entstehen können. Das Leibniz-Institut für Gewässerökologie und Binnenfischerei (IGB) hatte die Alge bereits nachgewiesen. Der Nachweis des zugehörigen Algengifts wurde nun vom Institut für Lebensmittelchemie und Toxikologie der Universität Wien bestätigt. Die Umweltkatastrophe an der Oder sorgt seit dem massenhaftern Fischsterben auch bei den Forscherinnen und Forschern des Leibniz-Instituts für Gewässerökologie und Binnenfischerei (IGB) für großes Entsetzen.

Quelle: IBG

Warum sind Algen keine Pflanzen? Wie vermehren sie sich und warum können Algen ihren Sex aussourcen? In der zweiten Episode der neuen Podcast-Reihe „Auf den Grund gegangen“ erklären Susana Coelho und Daniel Liesner vom Max-Planck-Institut für Biologie in Tübingen die verblüffenden Fortpflanzungsmöglichkeiten von Braunalgen und wie sie sich von der des Menschen unterscheidet. Sie beschreiben die besonderen Formen sexueller und asexueller Fortpflanzung, die Bedeutung des Erbguts für das Geschlecht und wie das Dating in den Tiefen des Meeres funktioniert. Das neue SciComm-Format des Max-Planck-Campus Tübingen holt die Forschenden aus den Labors ans Mikrophon und geht wissenschaftlichen Themen auf den Grund.

Quelle: MPI für Biologie

Wie schaffen es Pflanzen, immer ausreichende Mengen Chlorophyll zur Verfügung zu haben? Das hat eine Gruppe Forschender um Prof. Bernhard Grimm von der Humboldt-Universität zu Berlin untersucht. Seit vielen Jahren nimmt die Forschung an, dass die ersten Enzymschritte funktionell und strukturell zusammengehalten werden müssen, um Synthese von Chlorophyll effizient zu regulieren. Diesen Beweis erbrachte nun Neha Sinha aus der Arbeitsgruppe Pflanzenphysiologie in Zusammenarbeit mit Forschenden der Westfälischen Wilhelms-Universität Münster. Wie sie im Fachjournal The Plant Cell berichten, gewährleistet das GluTR-Bindeprotein den Zusammenhalt der beiden ersten Enzyme, Glutamyl-tRNA Reduktase (GluTR) und Glutamat-1-Semialdehyd Aminotransferase. Ein Dimer dieses Bindeproteins sorgt für den Aufbau eines multimeren Proteinkomplexes, an dem zwei Moleküle der GluTR und vier Moleküle der GSAAT beteiligt sind (siehe Abbildung). Damit ist eine wirkungsvolle Weiterleitung der Metabolite zwischen den beiden Enzymen und ebenso eine genaue Kontrolle der Enzymaktivitäten möglich.

Quelle: HU Berlin

Setzt die deutsche Landwirtschaft zukünftig auf Mikroalgen? Mit den einzelligen Wasserpflanzen lassen sich jedenfalls zahlreiche Wertstoffe produzieren – somit haben sie ein großes Potenzial als nachwachsender Rohstoff und Biomassequelle für die Bioökonomie. Im Verbundprojekt FuTuReS untersuchten Forschende des Fraunhofer IGB, der Universität Hohenheim in Stuttgart und des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT), unter welchen Bedingungen und für welche Zwecke sich die Algenkultivierung lohnt. Nach zwei Projektjahren zieht das Forschungsteam eine positive Bilanz, wie es in einer Pressemitteilung zusammenfasst: Der Schlüssel liegt in der richtigen Auswahl der Wertstoffe und der Nutzung von künstlichem Licht.

Quelle: Fraunhofer IGB

Wie Proteine in regulatorischen Netzwerken zusammenarbeiten, um die Aktivität bestimmter Zielgene zu koregulieren, haben die Forschungsgruppen von George Coupland und Jijie Chai des Max-Planck-Instituts für Pflanzenzüchtungsforschung (MPIPZ) und der Universität zu Köln entschlüsselt. Im Fachjournal Nature Plants schildern sie, wie eine bestimmte Protein–Protein-Interaktion Gene in Arabidopsis durch Beeinflussung der DNA-Konformation kooperativ steuert. Die Ergebnisse tragen dazu bei, zu verstehen, wie Transkriptionsfaktoren in anderen Entwicklungskontexten regulatorische Spezifität erreichen können.

Quelle: MPIPZ

• Resistenz gegen Mosaikkrankheit in Maniok aufgeklärt
• Invasive Zistrose bedroht Korkeichen in Portugal
• Mehr Arten als bisher angenommen könnten vom Aussterben bedroht sein
• Wie frühe Landwirte Roggenpflanzen genetisch unflexibler machten 

Alle Nachrichten dieser Woche

• Proteinfaltung in Zeiten von Sauerstoffmangel
• Wie Auxin das Pflanzenwachstum regelt  
• Ursachen von Blaualgenblüten in der Ostsee
• Diphthamid auch in Pflanzen

Alle Nachrichten dieser Woche

Eine neue nur wenige Zentimeter großen Orchidee haben Forschende in der Zeitschrift Kew Bulletin vorgestellt. Ihre weißen Blüten scheinen zu glitzern, wenn man die Orchidee gegen das Sonnenlicht hält. Entdeckt hat sie der Bayreuther Biologe PD Dr. Andreas Hemp bei Forschungsarbeiten im Nebelwald in einer Höhe oberhalb von 1.500 Metern und gemeinsam mit seinem britischen Kollegen Dr. Phil Cribb von den Royal Botanical Gardens in Kew, London, wissenschaftlich beschrieben.

Quelle: Uni Bayreuth

Mit welch chirurgischer Präzision der Pilz Ustilago maydis Maispflanzen wehrlos macht, zeigen Forschende der Uni Bonn in der Fachzeitschrift New Phytologist. Das Team analysierte, wie der Pilz die Wucherungsprozesse in Mais fördert. Sie konnten fünf Gene identifizieren, mit denen der Pilz den Auxin-Signalweg der Wirtspflanze manipuliert. Diese fünf Erbanlagen, Tip1 bis Tip5 genannt, bilden ein Cluster. Die von den fünf Tip-Erbanlagen produzierten Moleküle können an das Topless-Protein der Maispflanze binden. Topless ist eine zentrale Schaltstelle, die sehr verschiedene Signalwege in der Pflanze unterdrückt. Die Pilzeffektoren, die von den fünf Tip-Genen produziert werden, heben diese Unterdrückung auf – und zwar ganz spezifisch für Signalwege, die dem Pilz nützen, beispielsweise den Auxin-gesteuerten Wachstumssignalweg. Andere von Topless kontrollierte Signalwege werden dagegen nicht beeinflusst. „Der Pilz agiert bildlich gesprochen mit chirurgischer Präzision“, betont Prof. Dr. Armin Djamei, der am INRES-Institut der Universität Bonn die Abteilung Pflanzenpathologie leitet. Beteiligt an der Forschung waren auch das Gregor Mendel Institut (GMI) in Wien sowie das Leibniz-Institut für Pflanzengenetik und Kulturpflanzenforschung in Gatersleben.

Quelle: Uni Bonn

Die Anzahl der Baumarten in äquatornahen Regionen ist signifikant höher als in den weiter nördlichen und südlichen Regionen der Erde. Eine in Nature Ecology and Evolution veröffentlichte internationale Studie untersucht die Ursachen hierfür mit einer zuvor nicht erreichten Genauigkeit. Sie betont, dass die Vielfalt der Baumarten in den Tropen nicht allein von bioklimatischen Faktoren abhängt. Die Studie basiert auf einer Kooperation von 222 Universitäten und Forschungseinrichtungen. Seitens der Universität Bayreuth ist PD Dr. Andreas Hemp beteiligt, der seit mehr als 30 Jahren die Vegetation in Bergregionen Ostafrikas erforscht.

Quelle: Uni Bayreuth

Forschende haben erstmals nachgewiesen, über welche molekulare Maschinerie Kalzium-Ionen in die Mitochondrien von Pflanzenzellen aufgenommen werden. Der lebenswichtige Signalstoff ist offenbar an der Regulation des Hormons Jasmonsäure beteiligt, das etwa die Berührungsempfindung von Pflanzen steuert. Die Studie des universitätsübergreifenden Teams geführt von Prof. Dr. Markus Schwarzländer von der Westfälischen Wilhelms-Universität (WWU) Münster veröffentlichte die Ergebnisse in der Zeitschrift The Plant Cell.

Quelle: Uni Münster

Forschende haben tiefgreifende Auswirkungen einer atypischen Organisation von Chromosomen auf die Genomorganisation und Evolution aufgedeckt. Ihre Ergebnisse schildert das Team unter der Leitung von André Marques vom Max-Planck-Institut für Pflanzenzüchtungsforschung in Köln (MPIPZ) jetzt in der Zeitschrift Cell. Unsere Studie zeigt, so Marques, "dass der Übergang zu einer holozentrischen Chromosomenarchitektur die Art und Weise, wie Genome organisiert und reguliert werden, stark beeinflusst hat und dass sich Genome durch die Verschmelzung ihrer Chromosomen schnell weiterentwickeln können". Die Ergebnisse zeigen vielversprechende Ansätze für die Pflanzenzüchtung, die in der Regel auf die Fähigkeit angewiesen ist, Gene zwischen Chromosomen und Organismen auszutauschen. "Holozentrische Pflanzen ermöglichen den Austausch von Genen in der Nähe der Zentromere, was bei monozentrischen Arten normalerweise unterdrückt wird. Wenn wir verstehen, wie holozentrische Pflanzen dies tun, könnten wir diese Gene in monozentrischen Arten „freischalten“ und sie für die Züchtung von leistungsfähigeren, widerstandsfähigeren Pflanzenarten zugänglich machen."

Quelle: MPIPZ

• Die Immunabwehr regulierende natürliche Moleküle entdeckt
• Schlüssel-Gen für die Zellteilung klassifiziert
• Pflanzen und Ökosysteme werden im Klimawandel immer durstiger
• Neue Bewertungsindikatoren für marine Ökosysteme entwickelt  
• Biosynthese von Strychnin geklärt 

Alle Nachrichten dieser Woche

Anfang Juli 2022 startete das Projekt „SynAgri-PV: Synergetische Integration der Photovoltaik in die Landwirtschaft als Beitrag zu einer erfolgreichen Energiewende – Vernetzung und Begleitung des Markthochlaufs der Agri-PV in Deutschland“. Unter Koordination des Fraunhofer-Instituts für Solare Energiesysteme ISE sowie des Leibniz-Zentrums für Agrarlandschaftsforschung (ZALF) arbeiten neun Partner aus Forschung, Praxis und Industrie gemeinsam an der Entwicklung eines Leitbildes für den Einsatz von Agri-PV in Deutschland. Das vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) finanzierte Projekt wird mit 1,7 Mio. Euro gefördert und hat eine Laufzeit von drei Jahren.

Quelle: ZALF

• Sechs Grundsätze für die EU-Agrarpolitik, um den Biodiversitätsverlust aufzuhalten
• Genome Editing in der Pflanzenzüchtung: Auf die Eigenschaften kommt es an!
• Chemisch veränderte Pflanzenstoffe wirken gegen das Hepatitis-E-Virus

Alle Nachrichten dieser Woche

• Dank einer Algenart ergrünte unsere Erde  
• Rotalgen-Matten sind Zufluchtsorte für viele Tiere im Mittelmeer

Alle Nachrichten dieser Woche

Bis vor Kurzem bestand die Annahme, dass eine Bestäubung durch Tiere ausschließlich Pflanzen an Land vorbehalten ist. Ein internationales Forschungsteam hat nun herausgefunden, dass kleine Meereskrustentiere die Vermehrung von Rotalgen fördern, indem sie das Sperma von den männlichen zu den weiblichen Organismen weitertragen. Ihre Ergebnisse deuten darauf hin, dass Meerestiere schon viel länger als Arten an Land eine Rolle bei der Befruchtung spielen. Die Ergebnisse publizierte das Team, an dem auch das Max-Planck-Institut für Biologie Tübingen beteiligt war, im Fachmagazin Science. Auf Youtube veröffentlichte das Team ein kurzes Video (https://youtu.be/kGT8K2MvlTM) mit den Krebsen.

Quelle: MPI für Biologie

Forschende haben eine riesige, digitale Karte veröffentlicht, welche die ganze Vielfalt des Lebens in Tausenden Fotos zeigt. Das sogenannte LifeGate umfasst alle 2,6 Millionen bekannten Arten des Planeten und sortiert diese nach ihrer Verwandtschaft. Die interaktive Karte Leipziger Forschender vom Deutschen Zentrum für integrative Biodiversitätsforschung (iDiv) haben sie unter https://lifegate.idiv.de kostenlos nutzbar bereitgestellt.

Quelle: iDiv

Artenvielfalt erhalten und gleichzeitig die wirtschaftliche Lebensgrundlage von Kleinbäuerinnen und Kleinbauern beim Vanille-Anbau auf Madagaskar sichern – das ist laut einer Studie der Universitäten Göttingen, Marburg und Hohenheim möglich. Wie das Forschungsteam im Fachjournal Nature Communications zeigt, unterscheidet sich der Ertrag von Vanille-Plantagen, die auf brachliegendem Land angelegt wurden, nicht von denen, die im Wald angelegt wurden. Durch den Anbau werde zudem die Artenvielfalt auf den Flächen erhöht.

Quelle: Uni Göttingen (pdf)

Forschende haben das Gen identifiziert und im Fachmagazin Nature Communications vorgestellt, das in gewissen Maniok-​Kultivaren eine Resistenz gegen die gefürchtete Maniok-​Mosaikkrankheit vermittelt. Das internationale Forschungsteam unter Federführung von Wilhelm Gruissem, Professor für Pflanzenbiotechnologie der ETH Zürichder ETH Zürich, zeigt gemeinsam mit Kolleg*innen aus den USA und Uganda, dass für die in einem westafrikanischen Maniok-​Kultivar beobachtete Resistenz gegen das Maniok-​Mosaikvirus tatsächlich nur ein einziges Gen zuständig ist. Dieses Gen stellt den Bauplan für eine DNA-​Polymerase dar. Für die Züchtung Virus-resistenter Maniok-Pflanzen ist das ein wichtiger Schritt.

Quelle: ETH Zürich

Die Tagung Reference Genomes for Biodiversity vom 5. bis 8. September 2022 in Köln richtet sich vor allem an Wissenschaftler*innen, die zum Europäischen Referenzgenom-Atlas beitragen möchten (siehe: https://www.erga-biodiversity.eu). Über systematische Grenzen hinweg werden Referenzgenom-Projekte vorgestellt, gemeinsame und taxon-spezifische Probleme als auch neue Ansätze und künftige Pläne diskutiert. Beiträge aus der Pflanzen-/Algen-Community sind dabei besonders willkommen, da diese Organismengruppen auf europäischer Ebene bislang noch vergleichsweise wenig vertreten sind. Die Tagung findet in zeitlicher und räumlicher Nähe zu unserer diesjährigen Botanik-Tagung in Bonn (International Conference of the German Society for Plant Sciences) statt. Registrierungen sind noch bis 28. Juli erwünscht.

Details auf der Konferenz-Website

Korkeichen, die von Zistrosen umzingelt sind, ändern bei Trockenheit im Sommer ihre Wassernutzungsstrategie und verbrauchen weniger Wasser. Dadurch nimmt die Korkeiche weniger Kohlenstoff auf, was zu einem verringerten Wachstum führt. „Bisher war wenig darüber bekannt, dass die Konkurrenz um Wasser zwischen Pflanzen zu solch einer veränderten Wassernutzungsstrategie führen kann,“ erklärt Erstautor Dr. Simon Haberstroh. Sein Team und das um Prof. Dr. Christiane Werner von der Albert-Ludwigs-Universität Freiburg publizierte die Ergebnisse im Fachjournal Functional Ecology. "Bei anhaltendem und wiederkehrendem Trockenstress wird sich dieses Verhalten höchstwahrscheinlich langfristig negativ auswirken und könnte zu dem bereits beobachteten Rückgang der Korkeichen beitragen,“ befürchtet Haberstroh.

Quelle: Uni Freiburg

Das Biomolekül Diphthamid war bislang nur bei Tieren und Hefepilzen nachgewiesen. Nun hat ein Forschungsteam um Prof. Dr. Ute Krämer, Inhaberin des Lehrstuhls Molekulargenetik und Physiologie der Pflanzen der Ruhr-Universität Bochum (RUB), di Substanz auch in Pflanzen nachgewiesen. Beim Menschen kann es bei Infektionen mit Diphtherie für lebensbedrohliche Komplikationen sorgen. In Pflanzen trägt es zur Funktion der Translationsmaschinierie bei und ist durch Umweltstress beeinflussbar, berichten sie gemeinsam mit Kolleg*innen aus Kassel und Berlin Anfang der Woche im Fachmagazin Nature Communications.

Quelle: RUB

Sommerblüten von Cyanobakterien, auch Blaualgen genannt, sind maßgeblich an der Eutrophierung und der damit verbundenen Sauerstoffarmut in der Ostsee beteiligt. Laut einer Studie in Nature Scientific Reports haben die ausgedehnten Blaualgenblüten ihren Ursprung in der offenen Ostsee statt, wie oftmals angenommen, nahe der Küste. Dr. Ulrike Löptien und Dr. Heiner Dietze von der Christian-Albrechts-Universität zu Kiel (CAU) werteten dazu Daten aus Modellen, Beobachtungen und Satelliten aus. Alle Ergebnisse deuten darauf hin, dass komplexe Wechselwirkungen zwischen den verschiedenen Arten von Phytoplankton eine wichtige Rolle für die Entstehung der Blaualgenblüten spielen. Dagegen seien Hypothesen über sehr einfache direkte Zusammenhänge zwischen Nährstoffzusammensetzung des Meerwassers und Blaualgenblüten eher skeptisch zu bewerten. Blaualgenblüten stehen im Verdacht, durch die Klimaerwärmung häufiger aufzutreten und damit die Wasserqualität der Ostsee stark zu gefährden.

Quelle: CAU

Einen grundlegenden Kontrollmechanismus für das Hormon Auxin haben Forschende im Fachmagazin Development geschildert. Sie zeigen, wie Auxin das Wachstum von Pflanzen in Abhängigkeit von Umweltbedingungen steuert und wie Pflanzen bei schwankenden Umweltveränderungen dennoch wachsen können. „Die Konzentration von Auxin wirkt entscheidend auf das Pflanzenwachstum, schwankt aber gleichzeitig stark, da es durch so viele verschiedene Faktoren beeinflusst wird,“ erklärt Prof. Dr. Jürgen Kleine-Vehn von der Universität Freiburg. „Die Pflanzenzelle braucht also Kontrollprozesse um solche Schwankungen auszugleichen.“ Einen solchen Kontrollprozess entdeckten die Forschenden nun, als sie den Einfluss der sogenannten PILS Proteine auf Auxin gemeinsam mit Kolleg*innen von der Universität für Bodenkultur in Wien untersuchten. Auxin selbst beeinflusst, wie viel PILS6 vorhanden ist, wodurch sich ein regulatorischer Mechanismus ergibt. Bei zu hohen Auxin-Konzentrationen gibt es mehr PILS6, das wiederum mehr Auxin in das ER transportiert und so stummschaltet. Bei niedrigen Auxin-Leveln nimmt die Menge an PILS6 ab und mehr Auxin kann in den Kern gelangen. Das erklärt, warum nicht jede Schwankung der Auxin-Konzentration das Wachstumsprogramm einer Pflanze verändert.

Quelle: Uni Freiburg

Das Gen KINETOCHORE NULL2 (KNL2) spielt nicht nur für den Einbau des Histons CenH3 in das Zentromer von Chromosomen - und damit für die Zellteilung - eine wichtige Rolle, sondern auch für die Erzeugung von Doppelhaploiden, mit denen die Erzeugung homozygoter Linien für die Pflanzenzüchtung erheblich beschleunigt werden kann. Ein internationales Forschungsteam unter Leitung des Leibniz-Instituts für Pflanzengenetik und Kulturpflanzenforschung (IPK) hat die Evolutionsgeschichte des Gens rekonstruiert und es erstmals klassifiziert. Die Ergebnisse sind in der Zeitschrift Molecular Biology and Evolution veröffentlicht worden.

Quelle: IPK (pdf)

In zwei Studien haben Forschende des Max-Planck-Instituts für Pflanzenzüchtungsforschung (MPIPZ) in Köln zusammen mit Kolleg*innen aus China zwei Klassen natürlicher, zellulärer Moleküle entdeckt. Diese steuern zentrale Immunantworten von Pflanzen, wie sie in der Zeitschrift Science (DOI: 10.1126/science.abq8180 und DOI 10.1126/science.abq3297) darlegen. Die Verbindungen weisen alle Merkmale von kleinen Botenstoffen auf, die Knotenpunkte der Abwehr gegen mikrobielle Schaderreger aktivieren. Die Nutzung dieser Erkenntnisse öffnet neue Perspektiven, Moleküle zu entwickeln, die Nutzpflanzen widerstandsfähig gegen Pflanzenkrankheiten machen.

Quelle: MPIPZ

Forschende aus Jena zeigen in der Fachzeitschrift Nature, wie die Gewöhnliche Brechnuss Strychnin bildet. Einem Forschungsteam am Max-Planck-Institut für chemische Ökologie in Jena ist es gelungen, den kompletten Biosyntheseweg für die Bildung von Strychnin in der Pflanzenart Strychnos nux-vomica (Brechnussbaum) nachzuvollziehen. Die Forschenden identifizierten alle an der Biosynthese von Strychnin und weiteren Stoffwechselprodukten beteiligten Gene und exprimierten sie in der Modellpflanze Nicotiana benthamiana. Damit konnte das Team um Benke Hong und Sarah O’Connor zeigen, dass diese äußerst komplexen und pharmakologisch wichtigen Moleküle mittels Metabolic Engineering-Methoden hergestellt werden können.

Quelle: MPI für chemische Ökologie

Anlässlich des von der UNESCO ausgerufenen „Internationalen Jahres der Grundlagenwissenschaften für nachhaltige Entwicklung 2022/2023 (IYBSSD)“ fordern die fünf großen Fachgesellschaften der Biowissenschaften (VBIO), Chemie, Geowissenschaften, Mathematik und Physik, die Grundlagenforschung in Deutschland und ihre Bedeutung für eine nachhaltige Entwicklung stärker wertzuschätzen, besser zu kommunizieren und wirksamer zu fördern.

Quelle: VBIO

Wichtige Leistungen von Ökosystemen werden künftig zunehmend von der Wasserverfügbarkeit abhängen. Anhand aktueller Simulationen mit Klimamodellen fand ein internationales Forschungsteam mehrere Regionen, in denen Wasser zunehmend die Ökosysteme limitiert. Darunter auch Zentraleuropa, der Amazonas und West-Russland. Gesunde Ökosysteme sind für die Gesellschaft lebenswichtig, da sie mehrere wichtige Funktionen erfüllen, z. B. Nahrungs- und Wasserversorgung, Bindung von anthropogen freigesetzten Treibhausgasen und Kühlung der Umwelt. Ihre Ergebnisse veröffentlichte das internationale Team im Fachmagazin Nature Climate Change. "Wir haben festgestellt, dass die Ökosysteme weltweit immer durstiger werden, sie werden immer stärker von Wasser abhängig", sagt Dr. Jasper Denissen, ehemals Doktorand am Max-Planck-Institut für Biogeochemie in Jena und Erstautor der Studie.

Quelle: MPI für Biogeochemie

Um dem Verlust der biologischen Vielfalt aufzuhalten, könnte sich die Europäische Union bei der Gestaltung ihrer künftigen Agrarpolitik an sechs Grundsätzen orientieren, begleitet von mehrjährigen Vereinbarungen und progressiven Zahlungssystemen. Dies sind die Kernpunkte der Empfehlungen von über 300 Wissenschaftlern aus 23 EU-Mitgliedstaaten, die im Auftrag der Europäischen Kommission konsultiert wurden. Koordiniert wurde der Prozess vom Deutschen Zentrum für integrative Biodiversitätsforschung (iDiv), dem Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung (UFZ), dem Thünen-Institut für Lebensverhältnisse in ländlichen Räumen und der Universität Rostock. Eine Zusammenfassung der Ergebnisse dieses umfangreichen Konsultationsprozesses wurde jetzt in der Zeitschrift Conservation Letters veröffentlicht.

Quelle: iDiv