Wochenchronik: Pflanzenforschung und Botanik #17 (2016)

Seit der BSE-Krise im Jahr 1996 kennt nahezu jeder Prionen. Dass die unterschiedlich gefalteten Proteine jedoch auch positive Eigenschaften haben können, ist nahezu unbekannt. Forschende haben nun erstmals Prionen in Pflanzen nachgewiesen. In den Hefen fanden sie auch Hinweise, dass Prionen maßgeblich an einem pflanzlichen Gedächtnis beteiligt sein könnten. Ihre Ergebnisse publizierten sie im Fachjournal PNAS. Das Portal Pflanzenforschung stellt die Studie amerikanischer Forschender vor.
Quelle: Pflanzenforschung.de

Mikroalgen sind eine wichtige Säule einer zukünftigen Bioökonomie, denn sie produzieren eine Vielfalt hochwertiger Produkte und zwar ohne Konkurrenz zu landwirtschaftlichen Flächen. Um diese Potenziale voll auszuschöpfen, bedarf es allerdings nicht nur gezielter Forschung und Entwicklung, sondern auch geeigneter politischer Rahmenbedingungen. Was genau zu tun ist, stellt die DECHEMA-Fachgruppe Algenbiotechnologie in ihrem neuen Statuspapier „Mikroalgen-Biotechnologie: Gegenwärtiger Stand, Herausforderungen, Ziele“ vor.
Quelle: DECHEMA

Die 7. Deutschen Biotechnologietage haben auch in diesem Jahr mehr als 800 Besucher angelockt. Die Veranstalter um BIO Deutschland, den Arbeitskreis der BioRegionen und Gastgeber biosaxony zeigten sich rundum zufrieden mit dem zweitägigen Branchentreff, der vom 26. bis 27. April in der Kongresshalle am Zoo in Leipzig stattfand. In zahlreichen parallelen Sessions wurde vor allem über medizinische Aspekte der Biotechnologie diskutiert, angefangen bei seltenen Krankheiten über Impfstoffe bis hin zu Antibiotika, Immuntherapien oder Diagnostika. Aber auch die Pflanzen- und industrielle Biotechnologie hatten ihren Platz, berichtet das Portal Biotechnologie.
Quelle: Biotechnologie.de

Wenn sich bei Nutzpflanzen die Kultursorte und der Wildtyp im Genotyp kaum unterscheiden, dafür aber deutlich im Phänotyp, ist die Ursache häufig auf regulatorischer Ebene zu finden. Dies bestätigt ein aktuelles Beispiel aus der Pflanzenforschung an der Sojabohne. Entscheidend für die Größe, das Gewicht und den Ölgehalt der Samen ist nach einer im Fachmagazin The Plant Journal erschienenen Studie vor allem das Transkriptom. Genau genommen kleine Veränderungen in den Promotoren der Gene GA20OX und NFYA, berichtet das Portal Pflanzenforschung.
Quelle: Pflanzenforschung.de

Es gibt in der Karibik wesentlich mehr zu entdecken als Palmenhaine und gepflegte Hotelgärten. Die Ausstellung "Grüne Schatzinseln. Botanische Entdeckungen in der Karibik" im Botanischen Garten und Botanischen Museum (BGBM) Berlin präsentiert die „grüne Seite“ der Karibik, wie man sie sonst nicht zu sehen bekommt. Sie stellt insbesondere die grüne Vielfalt der Inseln Kuba und Hispaniola sowie den langjährigen Forschungsschwerpunkt vor. Sie öffnet täglich von 10 bis 18 Uhr und läuft vom 27. Mai 2016 bis 26. Februar 2017.
Quelle: BGBM

Noch immer sind die komplexen Vorgänge um die Photosynthese in Blättern nicht vollständig verstanden. Dabei könnten sie wertvolle Hinweise für saubere Energiequellen und nachhaltige Energiespeicher liefern. In der Fachzeitschrift „Angewandte Chemie“ stellen die Ulmer Professoren Carsten Streb und Timo Jacob nun ein „künstliches Blatt“ vor, mit dem sich die Umwandlung von Wasser zu Sauerstoff nachvollziehen und eventuell optimieren lässt.
Quelle: Uni Ulm

Um Aufschluss über die Entwicklung der Photosynthese zu gewinnen, verglichen Forschende die Transkriptome von 13 ausgewählten Arten aus fünf Subfamilien der Orchideen sowie zwei bekannte Orchideen-Genome (von Phalaenopsis equestris und Dendrobium catenatum). Sie wollten herausfinden, welche Gene bei der CO₂-Fixierung aktiviert wurden. Dabei zeigte sich, dass besonders das Gen der Phosphoenolpyruvat-Carboxylase 1 (PPC1), einem Schlüsselenzym in der CO₂-Fixierung, in der Nacht zusammen mit drei weiteren wichtigen Enzymen stark exprimiert wurde, während die Genexpression am Tage deutlich zurück ging. Die Forscher schlossen daraus, dass das Gen der PPC1 in der Pflanze möglicherweise speziell für die sog. CAM-Photosynthese verwendet wird. Bei dieser Form der Photosynthese finden CO₂-Fixierung und der Calvin-Zyklus zeitlich getrennt statt. Es zeigte sich, dass die PPC-Gene bei der Photosynthese vom C₄- und CAM-Typ eng miteinander verwandt sind, sich allerdings evolutionsgeschichtlich unabhängig voneinander entwickelt haben dürften. Ihre Ergebnisse publizierten die Forschenden im Fachmagazin The Plant Journal. Das Portal Pflanzenforschung stellt die Studie vor.
Quelle: Pflanzenforschung.de

Eine große Mehrheit der Deutschen wünscht sich strengere Regeln und Gesetze für die Landwirtschaft. Landwirte sollen mehr Rücksicht auf Natur und Tierwohl nehmen. Den Einsatz von Genpflanzen lehnen die Deutschen klar ab. Das sind einige Ergebnisse der neuen Naturbewusstseinsstudie, die Bundesumweltministerin Barbara Hendricks und die Präsidentin des Bundesamtes für Naturschutz (BfN) Beate Jessel heute in Berlin vorgestellt haben.
Quelle: BfN

Der Journal Impact Factor (IF) hält sich hartnäckig, trotz aller Kritik. Eine neue Studie im Fachmagazin PLOS one belegt nun: Springt der IF eines Journals plötzlich nach oben, so hat das oft andere Gründe als nur häufigere Zitierungen der einzelnen Artikel. Das Laborjournal stellt die Studie unter dem Titel "Schwund unter dem Strich" auf seiner Website vor. Das Magazin nennt fünf Szenarien von denen einige auf "validen" und einige auf "nicht validen" Änderungen beruhen.
Quelle: Laborjournal

Forschende haben die noch junge Genom Editierungstechnologie CRISPR/Cas9 so angepasst, dass der Austausch einer einzigen Base möglich ist, ohne dabei den DNA-Strang zu zerschneiden. Das Portal Pflanzenforschung berichtet über diese Weiterentwicklung der Genom Editierung mittels CRISPR/Cas9, die vor kurzem im Fachmagazin Nature beschrieben wurde. Das Portal sieht Potential nicht nur für die Humanmedizin sondern auch für die Pflanzenforschung, denn es sind Punktmutationen, die für Resistenzen oder veränderte Synthesewege von Metaboliten verantwortlich sind.
Quelle: Pflanzenforschung.de

Anfang März 2016 fand eine Tagung zur Umsetzung des Nagoya-Protokolls in Deutschland am Botanischen Garten und Botanischen Museum Berlin (BGBM) in Zusammenarbeit mit dem Global Nature Fund und dem Zoologischen Forschungsmuseum Alexander Koenig (beide Bonn) statt. Sie gab einen Überblick über den aktuellen Stand der gesetzlichen Regelungen, bot den knapp 120 Teilnehmenden aus Wissenschaft, Wirtschaft, Verbänden und Behörden eine Plattform für den Austausch über bestehende Unsicherheiten, Herausforderungen und Lösungsansätze. Die Zusammenfassung der Ergebnisse liegt jetzt vor unter www.bgbm.org/de/abs">www.bgbm.org/de/abs
Quelle: BGBM

Biologische Grundlagenforschung und internationale wissenschaftliche Zusammenarbeit sind ohne den Austausch von Material oder die Anlage von naturkundlichen Sammlungen undenkbar, so dass das Nagoya-Protokoll auch wissenschaftspolitisch eine wichtige Rolle spielt. Das Protokoll ist im Oktober 2014 in Kraft getreten und wurde in Europa durch eine entsprechende Verordnung umgesetzt. Deutschland ist am 21. April 2016 dem Nagoya-Protokoll beigetreten und hat sich somit diesen Grundprinzipien verpflichtet. Botanische Gärten beherbergen eine Fülle von Pflanzenarten aus aller Welt und haben daher bereits 2002 das „International Plant Exchange Network“ (IPEN) ins Leben gerufen. Es regelt in einer Selbstverpflichtung die Nutzung der in Botanischen Gärten befindlichen Pflanzen im Einklang mit der Biodiversitätskonvention. Die berechtigten Interessen der Ursprungsländer dieser Pflanzen werden beachtet. Botanische Gärten des IPEN-Netzwerkes geben deshalb keinerlei Pflanzenmaterial an kommerzielle Nutzer wie Pharmafirmen oder Zierpflanzenzüchter ab, ohne dass sich die jeweiligen Unternehmen vorher mit dem Ursprungsland auf einen Ausgleich der finanziellen Vorteile geeinigt haben. Dies gilt auch für Pflanzen, die schon weit vor dem Nagoya-Protokoll in die Sammlungen gelangten. Somit tragen die botanischen Gärten effektiv dazu bei, dass die Rechte der Ursprungsländer biologischer Vielfalt gewahrt bleiben – sogenannten Biopiraten wird hier kein Schlupfloch geboten. Auch der Botanische Garten Berlin (BGBM) ist Partner im IPEN-Netzwerk und trägt damit auch direkt zur Umsetzung internationaler Konventionen wie der Konvention über die Biologische Vielfalt oder des Nagoya-Protokolls bei.
Quelle: BGBM

Mehr als 800 Teilnehmer haben sich zu den 7. Deutschen Biotechnologietagen (DBT) angemeldet, die am 26. und 27. April in Leipzig stattfinden. Das nationale Forum für die deutsche Biotech-Industrie wird vom Branchenverband BIO Deutschland, dem Arbeitskreis der Deutschen BioRegionen, dem regionalen Gastgeber biosaxony sowie deren Partner TGZ/Biozentrum Halle ausgerichtet. Die jährliche Veranstaltung ist der wichtigste Branchentreff für Biotechnologie-Experten in Deutschland. Zwei Tage lang bringen sich Vertreter aus Wirtschaft, Wissenschaft und Politik auf den neuesten Stand der Diskussionen: Ob neue Therapien, innovative Pflanzenzüchtung, E-Health, Bioraffinerie oder Genome Editing, ob Finanzierung, Erstattung oder Patentrecht – in vielen verschiedenen Symposien tauschen sich die Experten über aktuelle Trends der Branche aus. „Die Biotechnologie ist eine Schlüsselbranche des 21. Jahrhunderts“, betonte Bundesgesundheitsminister Hermann Gröhe bereits im Vorfeld. Zukünftig werde kaum ein neues Arzneimittel auf den Markt kommen, das nicht mindestens eine Phase seiner Entwicklung auch biotechnologischem Wissen verdankt, meldet das Portal Biotechnologie.
Quelle: Biotechnologie.de

Die Umwandlung von tropischem Regenwald in Agrarlandschaften führt einerseits zu einem Rückgang an Artenvielfalt und Ökosystemleistungen, andererseits zu erhöhtem Einkommen und damit zu besseren sozialen Bedingungen für die lokalen Bauern. Zu diesem Ergebnis sind Forschende der Fakultät für Forstwissenschaften und Waldökologie Biodiversität, Makroökologie und Biogeografie der Universität Göttingen gekommen. Die Forscherinnen und Forscher untersuchten in Indonesien die Umwandlung von Tieflandregenwäldern in Ölpalmplantagen, Kautschukplantagen und Kautschuk-Agroforstsysteme. Die Ergebnisse publizierten sie im Fachjournal Philosophical Transactions of the Royal Society B.
Quelle: Uni Göttingen

Das evolutionsbiologische Sanduhr-Modell ist bei Pflanzen weiter verbreitet als bisher angenommen. Es beschreibt die genetische Aktivität während der Entwicklung eines Embryos: Zunächst sind viele evolutionär junge Gene, in der Mitte der Embryoentwicklung dann evolutionär sehr alte Gene während später wieder deutlich jüngere Gene aktiv sind. Ein Forscherteam der Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg (MLU) und des Leibniz-Instituts für Pflanzenbiochemie (IPB) hat nun erstmals gezeigt, dass die Genaktivität von Pflanzen nicht nur während der Entwicklung von Embryos, sondern auch in weiteren Entwicklungsphasen nach demselben Prinzip gesteuert wird. Die Forschenden aus Deutschland untersuchten gemeinsam mit Niederländern und Iren bei Arabidopsis thaliana die Keimphase, die Übergangsphase zur Geschlechtsreife und die Blütenbildung. Wie sie herausfanden, sind während der Keimphase und während des Übergangs zur Geschlechtsreife sind vor allem evolutionär sehr alte Gene aktiv. Bilden sich bei Pflanzen Blüten, sind auch junge Gene aktiv. Die Forschenden kommen deshalb zu dem Schluss, dass das Prinzip zumindest bei Pflanzen nicht in Zusammenhang zur Entwicklung von Organen steht. Die Ergebnisse wurden als Titelgeschichte im Fachjournal Molecular Biology and Evolution veröffentlicht.
Quelle: MLU

Das Frühjahr 2012 war in den USA das wärmste seit Beginn der Messaufzeichnungen. Nahtlos schloss ein Sommer an, der trockener und heißer war als alle anderen Sommer seit den 1930er Jahren, einer Zeit, die als "Dust Bowl" in die Geschichtsbücher einging. Unter Dürre und Hitze litt 2012 nahezu das ganze Festland der USA. Klimaforscherinnen befürchteten, dass diese Wetterkapriole vor vier Jahren das Festland der USA wegen der Sommerdürre in eine Kohlenstoff-Quelle verwandelten, wie dies in Europa während des Hitzesommers 2003 der Fall war. Daher untersuchten Forschende aus den USA, Australien, den Niederlanden und der Eidgenössischen Technischen Hochschule Zürich (ETH Zürich) wie viel Kohlenstoff die Pflanzen tatsächlich aufnahmen. Wie sie im Fachjournal PNAS schreiben, blieb das Festland der USA 2012 trotz der Dürre eine Kohlenstoffsenke. Die Forschenden fanden heraus, dass der warme Frühling Bäume, Gräser und Nutzpflanzen früher sprießen und wachsen ließ. Dadurch nahmen die Ökosysteme aus der Luft mehr Kohlenstoff auf als in einem "normalen" Frühling. Während der anschließenden Dürre hingegen nahmen die Ökosysteme weniger Kohlenstoff auf als üblich, da die Pflanzen wegen der Trockenheit und der Hitze nicht mehr wuchsen. Dennoch blieb die Kohlenstoff-Bilanz unter dem Strich positiv.
Quelle: ETH Zürich

In fünf Jahren soll in den USA ein neuer, ertragreicher Wachsmais auf den Markt kommen. Das Besondere: Er verdankt seine neuen Eigenschaften einer mit Hilfe das CRISPR/Cas-Verfahrens herbeigeführten Punktmutation. Die neue Technik hat nicht nur die Pflanzenforschung weltweit in eine Aufbruchsstimmung versetzt, sondern auch neue Perspektiven für die praktische Pflanzenzüchtung eröffnet. Damit wurde nun in einer ertragreichen Gelbmaissorte ein bestimmtes, die Stärkebildung steuerndes Gen (Wx1) ausgeschaltet. Der neue Mais ist genauso ertragreich wie Gelbmais, hat aber die hochwertige Stärkezusammensetzung von Wachsmais. Die US-Behörden haben bereits entschieden, dass dieser Wachsmais nicht als „gentechnisch verändert“ einzustufen ist und er damit keinen besonderen gesetzlichen Auflagen unterliegt. Doch er ist nicht das einzige Produkt, bei dem die neuen Genome Editing-Verfahren zur Anwendung kommen, berichtet das Portal Transgen.
Quelle: Transgen