Wochenchronik: Pflanzenforschung und Botanik #34 (2014)

Zuckerrüben, die wichtigsten Zuckerpflanzen in den gemäßigten Breiten, könnten schon bald einen deutlich höheren Ertrag erzielen. Denn Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des Instituts für Pflanzenbau und -züchtung der Christian-Albrechts-Universität zu Kiel (CAU) haben nach dem Zuckerrübengen BTC1, welches das sogenannte „Schossen“ (die Streckung von Trieben und Ausbildung von Blütenständen) reguliert, ein weiteres Gen identifiziert, das den Blühzyklus steuert – und damit auch indirekt die Speicherung von Zucker in der Wurzel. Die Ergebnisse dieser Arbeit sind im Journal PNAS veröffentlicht.
Quelle: CAU

Phosphor kann in der Landwirtschaft als Dünger funktionieren, aber erhebliche Umweltbelastungen nach sich ziehen, etwa wenn er über landwirtschaftliche Abwässer in die Stoffkreisläufe von Ökosystemen gelangt, diese überdüngt und damit das ganze System aus dem Gleichgewicht bringt. Das neu gegründete Leibniz-WissenschaftsCampus Rostock stellt sich diesen Herausforderungen. Am WissenschaftsCampus sind folgende Leibniz-Institute beteiligt: das Leibniz-Institut für Katalyse (LIKAT), das Leibniz-Institut für Nutztierbiologie (FBN), das Leibniz-Institut für Ostseeforschung Warnemünde (IOW), das Leibniz-Institut für Pflanzengenetik und Kulturpflanzenforschung (IPK) und das Leibniz-Institut für Plasmaforschung und Technologie (INP). Das berichtet die Leibniz-Gemeinschaft beim Informationsdienst Wissenschaft (idw).
Quelle: idw

Der Raps, Europas wichtigste Ölpflanze, hat ein Geheimnis weniger: Ein internationales Team von Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern hat das komplexe Genom des Rapses (Brassica napus) entschlüsselt und im Fachjournal Science veröffentlicht. Unter ihnen Forschende vom Institut für Pflanzenzüchtung der Justus-Liebig-Universität Gießen (JLU). Ungewöhnlicherweise enthält der Raps fast alle Genkopien seiner beiden Elternspezies und bringt es so auf rund 101.000 Gene. Damit besitzt er mehr Gene als alle Organismen, deren Genome bereits sequenziert wurden – der Mensch beispielsweise hat weniger als 30.000 Gene.
Quelle: JLU

Chemiker und Biologen haben gemeinsam eine neue Methode entwickelt, Membranproteinkomplexe der Photosynthese effizient in semiartifizielle Sonnenkollektoren zu integrieren. Der damit erzielte Elektronentransfer übertraf zum ersten Mal deutlich die in der natürlichen Photosynthese beobachteten Raten. Diese Entdeckung eröffnet ganz neue Möglichkeiten für die Konstruktion halb-künstlicher Blätter, die als Photovoltaikanlagen mit ungeahnter Leistung funktionieren könnten. Die Studie publizierten Forschende von der Ruhr-Uni Bochum im Fachmagazin Chemistry - A European Journal, meldet der Informationsdienst Wissenschaft (idw).   
Quelle: idw

Der Teufelszwirn (Cuscuta pentagona) ist ein Parasit von der ganz üblen Sorte. Die Pflanze saugt seine Wirtspflanzen aus wie ein Vampir und kann dadurch ganze Ernten vernichten. Doch bei diesem Vorgang wandern auch große Mengen mRNA zwischen Wirt und Parasit hin und her. Das könnte ein Nebeneffekt des parasitären Stoffwechsels sein, aber auch eine „Achilles-Ferse“ des Parasiten, berichten US-amerikanische Forschende im Fachjournal Science. Das Portal Pflanzenforschung stellt die Studie vor.
Quelle: Pflanzenforschung.de

Einen neuen Weg zur Untersuchung der Signalwege in Pflanzen gehen Prof. Dr. Markus Kaiser vom Zentrum für Medizinische Biotechnologie der Universität Duisburg-Essen (UDE) und Dr. Erich Kombrink vom Max Planck Institut für Pflanzenzüchtungsforschung in Köln. In der neuesten Ausgabe des Fachjournals Nature Chemical Biology stellen die Forschenden ein kleines Molekül vor, das die Wirkung des Pflanzenhormons Jasmonsäure unterbindet. Dabei setzen sie auf ein in der Medizin etabliertes Verfahren.

Quellen: MPI f. Pflanzenzüchtungsforschung

UDE

Genomverdoppelungen verhelfen Pflanzen oft zu neuen Eigenschaften. Die Laubblätter der Maispflanze haben sich dank doppelter Gene auf Photosynthese spezialisiert, während die Hüllblätter besser Stress abwehren können. Das berichten Forschende im Fachjournal Genome Research; den Artikel stellt das Portal Pflanzenforschung vor.
Quelle: Pflanzenforschung.de

Pflanzen können sich außergewöhnlich schnell an Veränderungen in ihrer Umgebung anpassen. Dabei helfen ihnen Botenstoffe, die unmittelbar nach Licht- und Temperaturreizen aktiv werden. Eine Schlüsselstellung nehmen hier pflanzliche Steroidhormone ein, die menschlichen Sexualhormonen ähneln. In der aktuellen Ausgabe von Nature Communications beschreiben Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler der Technischen Universität München (TUM) einen neuen Wirkmechanismus für die Hormonklasse der Brassinosteroide.
Quelle: TUM

Da Mitochondrien durch eine Doppelmembran vom Zellinneren abgetrennt sind, müssen sie die Proteine für ihre Arbeit aufwändig durch die Membranen hindurch einführen. Forschende der Universität Göttingen haben nun den komplexen Prozess des Proteinimports untersucht und im Fachjournal Nature Communications veröffentlicht. Ihre Ergebnisse zeigen, dass der Import einer Aminosäurenkette nur funktioniert, wenn sich die Helfer-Proteine beim Unterstützen des Antriebsproteins Hsp-70 abwechseln. „Man muss sich das wie bei einem besonderen Benzinmotor vorstellen, der zwar mit Kraftstoff versorgt ist, seine Arbeit aber nur leisten kann, wenn die Zündkerzen bei voller Fahrt nach jeder Zündung ausgetauscht werden“, erklärt Prof. Dr. Peter Rehling. Die Erkenntnisse der Göttinger Forschenden gelten womöglich nicht nur für Mitochondrien: Auch andere von Membranen umschlossene Zellbestandteile, die Proteine importieren, wie etwa pflanzliche Chloroplasten, nutzen dafür Hsp 70 als Antrieb. Diese könnten ebenfalls auf dynamische Helfer angewiesen sein.
Quelle: Uni Göttingen

Mikroalgen brauchen für die Produktion von Wasserstoff lediglich Licht und Wasser. Die Effizienz der Mikroalgen für die Wasserstoffproduktion ist allerdings gering und muss noch um 1-2 Größenordnungen gesteigert werden bevor ein biotechnologisches Verfahren interessant werden könnte. Wissenschaftler der AG Photobiotechnologie an der Ruhr Universität Bochum (RUB) und der Mülheimer Max-Planck-Institute für Chemische Energiekonversion (MPG-CEC) zeigen in der aktuellen Ausgabe des Fachjournals Energy and Environmental Science wie eine Effizienzsteigerung erreicht werden kann.
Quelle: gemeinsame Presseerklärung

Der schwarze Trüffelpilz (Tuber melanosporum) ist eine teure Delikatesse und er besitzt ein interessantes Genom. Mehr als die Hälfte des Erbguts besteht aus springenden Genen, die ihre Position im Genom verändern können. Forschende entdeckten nun, dass diese DNA-Elemente durch epigenetische Veränderungen gesteuert werden. Der Pilz kann sich dadurch in kürzester Zeit an wechselnde Umweltbedingungen anpassen, berichtet das Portal Pflanzenforschung über eine im Fachjournal Genome Biology erschienene Untersuchung.
Quelle: Pflanzenforschung.de

Die Nutzung nachhaltiger Rohstoffe steht im Mittelpunkt des neuen Forschungsprogramms Bioökonomie, für das die baden-württembergische Landesregierung 13 Millionen Euro zur Verfügung stellt. Von den insgesamt 45 zur Förderung empfohlenen Forschungsvorhaben sind 11 bereits bewilligte Projekte an sieben Instituten der Universität Stuttgart angesiedelt; diese haben ein Volumen von zwei Millionen Euro. Hauptbestandteil des Forschungsprogramms Bioökonomie sind drei fächer- und standortübergreifende Verbünde:

• Der Forschungsverbund „Nachhaltige und flexible Wertschöpfungsketten für Biogas in Baden-Württemberg“, bündelt die Biogaskompetenzen im Land.
• Der Forschungsverbund „Lignozellulose – Wechsel zu einer alternativen Rohstoffplattform für neue Produkte und Materialien“ zielt auf die ganzheitliche Nutzung holzartiger Biomasse (Holz, Stroh etc.) zur Herstellung chemischer Produkte und Energieträger.
• Der Forschungsverbund „Integrierte Nutzung von Mikroalgen für die Ernährung“ will das Anwendungsspektrum von Mikroalgen für den Lebensmittel- und Futtermittelsektor erweitern. Mikroalgen können pro Fläche bis zu fünfmal mehr Biomasse bilden als klassische Energiepflanzen und benötigen keine wertvolle Ackerfläche.

Quelle: Uni Stuttgart