Am letzten Januarwochenende 2011 trafen sich die pflanzenphysiologischen Arbeitgruppen der Universitäten Jena, Halle, Dresden und Leipzig im Institut für Biologie der Alma Mater Lipsiensis. Bei diesem jährlich stattfindenden Treffen tragen Master- und Promotionsstudierende ihre Ergebnisse vor und tauschen untereinander ihre Erfahrungen aus. Da zu den Arbeitsgruppen eine Reihe von Studierenden aus nicht-deutschsprachigen Ländern zählen und auf der Tagung auch internationale Gäste sprechen, werden alle Vorträge in Englisch gehalten (siehe ganzes Programm, pdf-Datei).

Evolution einer aufregenden Alge

Als Gast durften wir dieses Jahr Professor Ondrej Prasik aus Trebon begrüßen, der über den Chloroplasten der erst seit kurzem kultivierbaren Alge Chromera sprach. Dies ist ein autotropher Vertreter der sonst zumeist heterotrophen Gruppe der Apicomplexa (Sporentierchen), zu denen auch der Malaria Erreger Plasmodium falciparum gehört. Professor Prasil zeigte, dass die morphologische Ähnlichkeit von Chromera mit den Dinoflagellaten die enge phylogenetische Verwandtschaft mit den Apikomplexa bestätigt. Man kann sich ein sehr einfaches Szenario vorstellen: den photosynthetischen Endocytobionten ging die Autotrophie verloren, und es war dann die eleganteste Form des Überlebens, sich in einen Parasiten umzuwandeln. Chromera stellt damit die Brücke her zwischen „einzelligen Pflanzen“ und Medizin. Wird die Evolution dieses pflanzlichen Organismus eines Tages vollständig aufgeklärt, könnte damit auch ein Heilmittel gegen Malaria gefunden werden.

Erkannt: Wie ein Pilz das Wachstum von Arabidopsis fördert

Aus der Jenaer Arbeitsgruppe von Professorin Maria Mittag wurden die neuesten Ergebnisse vorgestellt: Die Mitarbeiter zeigten, welche Proteine bzw. Gene die Aktivität des Flagellums und welche die endogene Uhr in der Grünalge Chlamydomonas steuern. Die Arbeitgruppe von PD Thomas Pfannschmidt berichtete, dass in Plastiden wahrscheinlich eukaryotische Transkriptionsfaktoren eine Rolle spielen. Die interessante Interaktion zwischen dem wachstumsfördernden Pilz Piriformospora indica und Arabidopsis wird in der Abteilung von Professor Ralf Oelmüller untersucht. Diese werden durch die AGC-Kinase, Calcium und den Schwefelmetabolismus gesteuert.

Vorgestellt: Wie seltene Codons die Genaktivität regulieren

Nachwuchswissenschaftler aus der Arbeitsgruppe von Professor Udo Johanningmeier zeigten die Variabilität D1 Proteins, das das Herzstück von Photosystem II darstellt, wenn man Organismen aus extremen Habitaten vergleicht. Auf Interesse stießen auch die Ergebnisse, wie man durch die Wahl seltener Codons die Aktivität eines Gens steuern kann. Die Mitarbeiter um Professor Ralf Bernd Klösgen zeigten, daß in Pflanzen kernkodierte Proteine nicht nur sowohl in den Plastiden als auch in das Mitochondrium targetiert werden können, sondern auch, dass die Vorhersageprogramme aus den Präsequenzen zu falschen Ergebnissen führen können. Ein besseres Verständnis des Proteinsimportapparates - z. B. des TAT-Weges - ist daher unabdingbar. Die Studierenden, die unter der Betreuung von Professor Klaus Humbeck arbeiten, zeigten epigenetische Kontrollmechanismen der Seneszenz und welche Schlüsselfaktoren der Stressantwort in Gerste inzwischen identifiziert wurden.

Analysiert: Wie Pilze Pflanzenkrankheiten verhindern

Der Dresdener Arbeitskreis von Jutta Ludwig-Müller zeigte, welche Fortschritte inzwischen erzielt wurden, um die Pflanzenkrankheit Kohlhernie mittels endophytischer Pilze zu bekämpfen und welche Rolle Amidohydolasen in der Auxinhomöostase spielen. Ein weiteres Feld der Forschung ist die Frage, wie Nukleotidhydrolasen und schwermetallbindende Chaperone funktionieren. Ein biotechnologischer Aspekt wurde aus der Gruppe um Professor Thomas Bley beigesteuert, die sich mit hairy-root-Kulturen des Beinwells (Symphytum officiale) beschäftigen, um in Zukunft biotechnologisch wichtige Sekundärmetabolite zu gewinnen.

Gemessen: Wie viel Wärme Kieselalgen abstrahlen

Schließlich wurde aus Leipzig berichtet, wie die Lipidklassen der Thylakoidmembran die Aggregation der Lichtantennenproteine steuern. Und es wurden erste Ergebnisse gezeigt, wie Blaulichtrezeptoren den Stoffwechsel der Diatomeen umsteuern. Erstmals wurde ein Setup vorgestellt, mit dem man mittels photo-kalorimetrischer Messungen die Wärmeemission der Kieselalgen direkt messen und mit dem nicht-photochemischen Quenching in Beziehung setzen kann.

Durch lange Pausen und durch einen gemeinsamen Abend im “Bayrischen Bahnhof” blieb viel Zeit für den Erfahrungsaustausch, das Generieren neuer Ideen, gemeinsamer Experimente und zukünftiger Projekte. Der Tenor am Schluss war eindeutig: wir sehen uns wieder bei der nächsten Mitteldeutschen Pflanzenphysiologie-Tagung.

Alle Beteiligten danken der DBG für die Unterstützung, die es auch Bachelor- und Master-Studierenden möglich machte, an der Tagung teilzunehmen.

im März 2011, Professor Dr. Christian Wilhelm, Institut für Pflanzenphysiologie, Uni Leipzig