Wochenchronik: Pflanzenforschung und Botanik #6 (2016)

Ob eine Tier- und Pflanzengemeinschaft trotz äußerer Eingriffe stabil existiert, hängt nicht allein von der biologischen Vielfalt ab, sondern maßgeblich von einer Asynchronie über die Arten hinweg: Je unterschiedlicher die Arten eines Ökosystems sich entwickeln, desto weniger stark wird es ins Wanken geraten. Dabei rückt Diversität auf Platz zwei der zu berücksichtigenden Faktoren. Dies haben Forschende unter Federführung von Technischen Universität München (TUM) und der TU Darmstadt über einen Zeitraum von sechs Jahren an mehr als 2600 Arten von Insekten und Spinnen über Vögel bis zu Fledermäusen und krautigen Gewächsen analysiert. Die Daten wurden von 150 Wäldern und 150 Weiden sowie Wiesen aus drei Regionen Deutschlands zusammengetragen und nun in im Fachjournal Nature Communications veröffentlicht.
Quelle: TUM

Die Wochenzeitung die „ZEIT“ und die ZEIT-Stiftung Ebelin und Gerd Bucerius sowie die Berlin-Brandenburgische Akademie der Wissenschaften und der Deutschlandfunk laden am 2. März 2016 von 19:00 - 20:30 Uhr zum 61. ZEIT Forum Wissenschaft nach Berlin. Unter dem Thema „Wunderpflanzen, Designerbabys: Die Neugeburt der Gentechnik – unerreicht präzise, unerreicht sicher?“ diskutieren Prof. Dr. Jens Boch, Institut für Pflanzengenetik an der Leibniz Universität Hannover, Prof. Dr. Peter Dabrock, Lehrstuhl für Systematische Theologie (Ethik) an der Friedrich-Alexander Universität Erlangen-Nürnberg und stv. Vorsitzender des Deutschen Ethikrates, Prof. Dr. Bärbel Friedrich, Vizepräsidentin, Deutsche Akademie der Naturforscher Leopoldina e.V. und Mitglied der Berlin-Brandenburgischen Akademie der Wissenschaften, Prof. Dr. Hans R. Schöler, geschäftsführender Direktor, Max-Planck-Institut für molekulare Biomedizin und Mitglied der Berlin-Brandenburgischen Akademie der Wissenschaften. Ulrich Blumenthal, Ressortleiter „Forschung aktuell“ beim Deutschlandfunk und Andreas Sentker, Leiter Ressort Wissen, die ZEIT moderieren.

Bislang zeigte sich die gentechnische Veränderung des wohluntersuchten Modelorganismus Chlamydomonas reinhartii als sehr schwierig. Neue Geninformationen nutzte die einzellige Grünalge meist nicht im gewünschten Umfang oder verlor die Information über die Zeit sogar wieder. Ein Team um Professor Ralph Bock vom Max-Planck-Institut für Molekulare Pflanzenphysiologie in Potsdam hat nun einen Algenstamm identifiziert, der besser mitarbeitet. Die Forscher haben zunächst die Geninformation optimiert, die dazu genutzt werden könnte Antikörper für das HI-Virus in Algen produzieren zu lassen, so dass sie von den Algen „verstanden“ und in das entsprechende Protein übersetzt werden kann. Hierfür wurde die Sequenz des Gens so verändert, dass sie Eigenschaften des Algenerbguts aufweist. „Außerdem haben wir einen Algenstamm gezüchtet, der die fremden Gene besser ablesen kann“, erklärt Juliane Neupert, Wissenschaftlerin in Golm. Das fremde, optimierte Gen, das als potentieller Bestandteil für einen AIDS-Impfstoff gilt, wurde daraufhin in den neuen Algenstamm eingefügt, um diese Kombination auf ihre Praxistauglichkeit zu prüfen. „Wir konnten eine optimierte p24-Genvariante herstellen, die wir mit Hilfe gentechnischer Methoden in den verbesserten Chlamydomonas-Stamm eingebaut haben“, erklärt Rouhollah Barahimipour, Erstautor der Studie. „Die Alge war nun tatsächlich in der Lage dieses verbesserte Gen abzulesen und das p24-Protein anzureichern“, bestätigt er. Sobald ein AIDS-Impfstoff gefunden ist, besteht nun die Möglichkeit diesen in der einzelligen Alge schnell und effizient zu produzieren. Damit können die Vorteile einer algenbasierten Medikamentenherstellung genutzt werden. Ihre Ergebnisse veröffentlichten die Forschenden im Fachjournal Plant Molecular Biology.
Quelle: MPI f. Molekulare Pflanzenphysiologie

Im Raum um die Wurzeln, der Rhizosphäre, tauschen Pflanzen chemische Verbindungen, Moleküle und Signale mit dem Boden aus. Dort wechselwirken Pflanzen mit Mikroorganismen. Neue Ansätze zur Förderung des Pflanzenwachstums stützen sich auf das „ecological engineering“, die gezielte Verbesserung des Bodens durch den Menschen. Voraussetzung dafür ist allerdings das Verständnis dieses sehr komplexen und vielfältigen Systems. Das Portal Pflanzenforschung stellt die junge wissenschaftliche Disziplin vor.
Quelle: Pflanzenforschung.de

Ende Februar treffen sich die 124 Mitgliedstaaten des Weltbiodiversitätsrates IPBES in Kuala Lumpur. Dort sollen die ersten wissenschaftlichen Berichte durch Politikvertreter angenommen werden. Die Berichte beschreiben unter anderem die globale Bedeutung der Bestäuber für die Nahrungssicherung und benennen die Ursachen des starken Schwundes sowie mögliche Maßnahmen. Um die 1000 Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler aus allen Reginen der Erde arbeiten derzeit an zwölf verschiedenen Berichten, die sukzessive bis 2019 vorliegen sollen. Ähnlich dem Weltklimarat bewerten sie dazu bestehende Publikationen und die Wissenslage, sie erstellen keine neuen Studien. Das Ergebnis soll ein konsolidierter, von allen Mitgliedstaaten und relevanten Interessengruppen anerkannter Überblick über das relevante Wissen biologischer Vielfalt sein. Das Dokument steht noch bis zur Verabschiedung durch das IPBES-Plenum unter Embargo. Mitautor Josef Settele vom Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung UFZ in Halle kommentiert den Bericht beim Netzwerk-Forum zur Biodiversitätsforschung (NeFo).
Quelle: NeFo

Einige sekundäre Pflanzeninhaltsstoffe dienen der Abwehr von Schädlingen und sind daher in den Fokus der Pflanzenzüchter gerückt. Kürzlich schauten Forschende den Tomaten die Biosynthese einer solchen Substanz zur Feindabwehr ab. Um diese Acylzucker als natürliche Pflanzenschutzmittel im Labor nachzubauen, entwickelten sie eine elegante Methode, die sie bereits im Dezember im Fachjournal Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) publizierten. Das Portal Pflanzenforschung stellt die Studie nun vor.
Quelle: Pflanzenforschung.de

Cyanobakterien bevölkern die Erde schon seit mehr als 2,5 Milliarden Jahren und kommen überall dort vor, wo es Licht gibt: im Eis, in Wüsten, Flüssen und Seen, aber auch an Hauswänden und in Aquarien. Sie betreiben Photosynthese zur Energiegewinnung, zählen zu den wichtigsten photosynthetisch aktiven Organismen und bilden einen Grundpfeiler der Biosphäre. Licht wahrzunehmen ist für Cyanobakterien überlebenswichtig. Obwohl sie nur aus einer einzigen Zelle bestehen, sind sie in der Lage, direkt und präzise auf eine Lichtquelle zuzuströmen. Doch wie genau diese Lichtwahrnehmung funktioniert, war seit 300 Jahren ein Rätsel. Wie Forscherinnen und Forscher des KIT, der Universität Freiburg, der Queen Mary University London (QMUL) und weiterer Institutionen aus Großbritannien und Portugal herausfanden, funktionieren Cyanobakterien wie winzige Linsenaugen, können so die Lichtrichtung wahrnehmen und darauf reagieren. Die Studie haben doe Forschenden im Fachjournal eLIFE veröffentlicht.
Quelle: KIT

Obwohl Pflanzen keine Antikörper besitzen, können sie auf Infektionen durch Krankheitserreger mit einer Art Immunantwort reagieren, die systemisch erworbene Resistenz. Forschende haben nun einen weiteren Baustein dieses Prozesses untersucht, den Indol-Metabolismus. Wie sie herausfanden, wird der Indol-Stoffwechsel bei einem bakteriellen Befall angekurbelt und die Konzentration von 23 verschiedenen Indol-Verbindungen bzw. Stoffwechselprodukten steigt. Zunächst nur am Infektionsort, anschließend auch in anderen Pflanzenteilen. Das Portal Pflanzenforschung schildert die im Fachjournal Molecular Plant erschienen Studie.
Quelle: Pflanzenforschung.de

Vitamin B6 ist an vielen Abläufen im Leben einer Zelle beteiligt. Als sogenannte Vitamere existiert es in verschiedenen natürlichen Formen. Forschende der Universität Genf, des Max-Planck-Instituts für molekulare Pflanzenphysiologie in Potsdam und der Universität Düsseldorf haben nun eine unerwartete Rolle des Mikronährstoffs im Stickstoffmetabolismus entdeckt. Demnach informiert ein B6 Vitamer die Pflanze über ihren Ammoniumgehalt, die beispielsweise für die Biosynthese von Proteinen notwendig ist. Zukünftig könnte Vitamin B6 dazu eingesetzt werden, den Stickstoffgehalt von Pflanzen zu bestimmen und den übermäßigen Gebrauch von Düngern verhindern. Ihre Ergebnisse haben die Forschenden im Fachjournal The Plant Cell veröffentlicht.
Quelle: MPI f. molekulare Pflanzenphysiologie

Koralline Rotalgen zählen zu den bedeutendsten Baumeistern im Lebensraum Meer. Doch bei steigenden Kohlendioxid-Konzentrationen und zunehmender Ozeanversauerung könnte es ihnen schwerer fallen, anderen Pflanzen und Tieren eine Existenzgrundlage zu bieten. Untersuchungen im Rahmen des deutschen Forschungsprojekts zur Ozeanversauerung BIOACID (Biological Impacts of Ocean Acidification) am GEOMAR ergaben, dass die Art Lithothamnion glaciale ihre Widerstandskraft gegen Erosion und Fraß einbüßen könnte. Damit wäre eine wichtige Grundlage der artenreichen Ökosysteme am Meeresboden in Gefahr. Die im Fachmagazin Scientific Reports veröffentlichten Erkenntnisse werfen ferner die Frage auf, ob koralline Algen ein verlässlicher Indikator für Temperaturen vergangener Erdzeitalter sind.
Quelle: GEOMAR

Blütenpflanzen passten ihre Blüten im Laufe der Evolution immer wieder an neue Bestäuber an. Insekten, Vögel und Fledermäuse haben somit entscheidend zur enormen Vielfalt von Blütenmerkmalen beigetragen – und somit letztendlich zur Artenbildung. Wie eines dieser durch Bestäuber selektierten Merkmale die Artbildung vorantrieb, zeigten Forschende am Beispiel von Petunien: Die Speicherung von UV-Licht, und damit die Farbigkeit der Blüten, war offenbar ausschlaggebend für die Bildung zweier neuer Arten. Über die im Fachjournal Nature Genetics erschienene Studie berichtet das Portal Pflanzenforschung.
Quelle: Pflanzenforschung.de

Das Forschungsprojekt „Sea Art – Langfristige Ansiedlung von Seegras-Ökosystemen durch bioabbaubare künstliche Wiesen“ ist eines von sechs Forschungsvorhaben im Bereich der Meeres- und Küstenforschung, die vom Niedersächsischen Ministerium für Wissenschaft und Kultur und der VolkswagenStiftung mit Mitteln des Niedersächsischen Vorab gefördert werden. In den kommenden vier Jahren entwickelt ein Forschungsteam um Dr. Maike Paul von der Abteilung Umweltsystemanalyse des Instituts für Geoökologie der TU Braunschweig künstliches Seegras, das bei der Wiederansiedelung von Seegraswiesen in der Nordsee eingesetzt werden soll. Mit ihrer Forschungsarbeit wollen die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler Seegraswiesen als Ökosystem bewahren und ihren Beitrag für den Küstenschutz erhalten.
Quelle: TU Braunschweig

Rund 800.000 Tonnen: diese Mengen an Chicorée-Wurzelrüben fallen jährlich europaweit bei der Produktion von Chicorée-Salat als Abfallprodukt an. Die Wurzelrüben werden bisher nach der Ernte des Chicorée-Salats auf der Kompostierungsanlage oder in der Biogasanlage entsorgt. Viel zu schade, so die Ansicht zweier Forscherinnen der Universität Hohenheim. Denn aus diesen Wurzelrüben lässt sich Hydroxymethylfurfural (HMF) gewinnen, eines der Basisstoffe in der Kunststoffindustrie von morgen. Denn wie die Uni Hohenheim betont, sei HMF aus Chicorée-Wurzelrüben hochwertiger als die Chemikalie aus Erdöl und erzeuge einen höheren Gewinn, als wenn aus den Abfällen Strom gewonnen würde.

Quelle: Uni Hohenheim

Für seine herausragende Forschung in den letzten 15 Jahren hat die US-amerikanische Gesellschaft für Genetik (Genetics Society of America, GSA) dem deutschen Pflanzenforscher Professor Dr. Detlef Weigel eine Medaille verliehen. Weigel vom Max Plank Institut für Entwicklungsbiologie in Tübingen habe viele Schlüssel zum Verständnis der Schaltstelle zwischen der Entwicklung und der Evolution von Pflanzen geliefert, erklärte Joanne Chory, Professorin und Direktorin der Abteilung Plant Molecular and Cellular Biology am Salk institute for Biological Studies in San Diego anlässlich der Verleihung. Das Grundlagenwissen um die Blüte hat Weigel mit seinen Studien an der Modelpflanze Arabidopsis thaliana vor allem an drei Stellen wesentlich erweitert: er identifizierte die einleitenden Schritte zur Blütenbildung, erkannte die molekularen Grundlagen der Blühmuster und charakterisierte die Mechanismen des Blühzeitpunktes. Die GSA nennt auf ihrer Website weitere Details.
Quelle: GSA