Wochenchronik: Pflanzenforschung und Botanik #42 (2017)

Im Europäischen Forschungsprojekt MossTech sollen komplexe Moleküle für Medizin und Industrie umweltfreundlich in Moos produziert werden. Das Team um den Pflanzenbiotechnologen Prof. Dr. Ralf Reski von der Uni Freiburg will nun verschiedene Moose als nachhaltige und schnell wachsende Molekülfabriken weiterentwickeln. Die Technische Universität Dänemark in Kopenhagen betreut das Projekt federführend, das die EU als Innovatives Training Netzwerk (ITN) innerhalb ihres Programms Horizon 2020 mit über 1,6 Millionen Euro für die nächsten vier Jahre fördert. Innerhalb des MossTech-Projektes werden zwei der insgesamt sechs Doktorandinnen oder Doktoranden diese Techniken für ein Jahr in Freiburg erlernen und für je zwei weitere Jahre mit industriellen Partnern weiterentwickeln, auf bisher unerforschte Moose anwenden und insbesondere komplexe Feinchemikalien in genetisch veränderten Moosen kostengünstig und sicher produzieren.
Quelle: Uni Freiburg

Professor Alexander Varshavsky vom California Institute of Technology in Pasadena, USA, erhält den Heinrich-Wieland-Preis 2017 für das Entschlüsseln der Rolle des Ubiquitin-Systems in der Zelle. Varshavsky hat bewiesen, dass das Protein Ubiquitin die Funktion und Menge anderer Proteine präzise steuert. So spielt es eine Schlüsselrolle in einer überraschend breiten Palette von Prozessen, von der Zellteilung über die Herstellung von Proteinen bis zur Antwort der Zelle auf Stress. Die bahnbrechenden Arbeiten von Varshavsky haben gezeigt, dass die Zelle über das Ubiquitin-System genauestens dirigiert, wann und welche Proteine abgebaut werden, und dass dies genauso wichtig für die Protein-Balance der Zelle ist wie deren Produktion. Die gemeinnützige Boehringer Ingelheim Stiftung wird den mit 100.000 Euro dotierten Preis am 19. Oktober in München im Rahmen eines wissenschaftlichen Symposiums überreichen.
Quelle: Boehringer Ingelheim Stiftung (pdf)

Robert Burnap, Oklahoma State University, wird mit einer Visiting Fellowship der Einstein Stiftung Berlin an die Freie Universität Berlin kommen. Er ist aufgrund seiner Forschungen zur Sauerstoffbildung in der oxygenen Photosynthese von Pflanzen, Algen und Cyanobakterien international bekannt geworden. In Berlin untersucht der Mikrobiologe und Molekulargenetiker im biophysikalischen Sonderforschungsbereich „Proteinfunktion durch Protonierungsdynamik“, wie vor rund drei Milliarden Jahren die lichtgetriebene Bildung von Manganoxiden die Entstehung der oxygenen Photosynthese ermöglich haben könnte. Die Erkenntnisse unterstützen unter anderem die CO2-neutrale Gewinnung nicht-fossiler Brennstoffe durch künstliche Photosynthese.
Quelle: Einsteinfoundation

Erstmals zeigen Forschende in der Zeitschrift Nature Communications, dass Polyspermie in Pflanzen nicht nur vorkommt, sondern auch zu überlebensfähigen Nachkommen führen kann. Die Pflanzen können dann drei Eltern haben: eine Mutter und zwei Väter. Das Phänomen, das sich bei Tieren tödlich auswirkt, wurde bislang übersehen, weil es recht selten ist. Der Trick der Arbeitsgruppe der Uni Bremen: Sie brachten in den einen Vater ein Gen ein, das die Pflanze gegen Unkrautvernichtungsmittel resistent macht, und in den anderen Vater ein Gen ein, welches das Resistenz-Gen aktivieren kann. Im Anschluss haben die Forscherinnen und Forscher eine dritte Pflanze (Mutter) mit Pollen beider Väter bestäubt, was zu lebenden Nachkommen führte.
Quelle: Uni Bremen

Interaktionen zwischen Arten spielen eine Schlüsselrolle für die Biodiversität. Die Koevolution von Arten innerhalb komplexer Netzwerke wird aber nicht nur direkt durch ihre Partner beeinflusst, sondern auch indirekt durch weitere Arten. Das hat ein Forscherteam mit Beteiligung der Uni Zürich (UZH) erstmals im Fachjournal Nature gezeigt. Dies verlangsamt die Anpassungsfähigkeit artenreicher Ökosysteme an sich verändernde Umweltbedingungen. Die raschen Klimaveränderungen dürften daher das Risiko des Artensterbens erhöhen.
Quelle: UZH

Ein Prozent der 250.000 bekannten Arten von Blütenpflanzen gelten heute als Nutzpflanzen. Sie sind Ergebnis eines Prozesses, der die Menschheit und die Welt für immer verändert hat, bis heute aber noch immer nicht völlig verstanden ist: die Domestizierung von Wildpflanzen. Wie eine Studie im Fachjournal Current Biology beschreibt, steht einer erneuten Kultivierung von Wildpflanzen nichts mehr im Wege; sie wird sogar immer wahrscheinlicher. Das Portal Pflanzenforschung stellt die Veröffentlichung vor.
Quelle: Pflanzenforschung.de

Am Beispiel der Modellpflanze Arabidopsis thaliana untersuchten Forscherinnen der Uni Kiel (CAU), wie Wachstum und Gesamtstruktur der Pflanze auf vorübergehenden Nässestress reagieren. Jeweils für einen Tag waren diese mit nassen und sauerstoffarmen und dann wieder mit normalen Wachstumsbedingungen konfrontiert. Wie sie herausfanden, unterbrachen die Pflanzen bei Nässe das normale, nach unten gerichtete Wurzelwachstum. Stattdessen weichen die Wurzeln horizontal in Richtung trockenerer und damit sauerstoffreicherer Erde aus, auch als Root Bending bezeichnet. In Arabidopsis sind fünf der insgesamt 130 Mitglieder der sogenannten ERF-Transkriptionsfaktoren für diese Reaktion zuständig. Sie aktivieren Gene, die für eine gezielte Verteilung des pflanzlichen Wachstumshormons Auxin in der Wurzel sorgen. Das Phytohormon wirkt hemmend auf Wurzelbereiche, so dass eine Biegung ausgelöst wird. „Wir konnten zeigen, dass dieser Ablauf reversibel ist. Sobald ausreichend Sauerstoff zur Verfügung steht, wachsen die Wurzeln wieder wie üblich nach unten“, sagt die Erstautorin Eysholdt-Derzsó. Sie und Professorin Margret Sauter veröffentlichten ihre Ergebnisse im Fachjournal Plant Physiology. Langfristiges Ziel ist es, die Staunässetoleranz von Nutzpflanzen zu erhöhen und damit landwirtschaftliche Ertragseinbußen zu verringern.
Quelle: CAU

Ein vielversprechender Ansatz zur Steigerung der Weizenerträge liegt in der Hybridzüchtung. Denn oft haben Mischlinge eine bessere Leistungsfähigkeit als ihre Eltern, ein Effekt, der als Heterosis bezeichnet wird. Daher untersuchten Forschende vom Leibniz-Institut für Pflanzengenetik und Kulturpflanzenforschung (IPK) wie das funktioniert. Bei Weizen hängen Heterosis-Effekte demnach vor allem davon ab, wie Gene miteinander interagieren. Dazu hatten Mathematiker, Genetiker und Agrarwissenschaftler des IPK moderne Methoden der Quantitativen Genetik und der Genomforschung miteinander kombiniert, wie sie im Fachjournal Nature Genetics berichten. Erst durch die Generalisierung der bestehenden Auswertungswerkzeuge gelang es ihnen, die Interaktion der Gene zu entschlüsseln.
Quelle: IPK (pdf)

Das zweite Plant Science Café in Potsdam statt stand unter dem Titel „Kein Hitzefrei für Pflanzen“. Prof. Dr. Bernd Müller-Röber präsentierte die Anpassung von Pflanzen an extreme Witterungen, denn Pflanzen sind dem Wetter schonungslos ausgesetzt. Die Herausforderung sei weniger, eine Pflanze hitze- oder trockentolerant zu machen, erklärt er. Dies sei relativ einfach. Die Kunst bestehe vielmehr darin, dies ohne Abstriche beim Wachstum und Ertrag hinzubekommen. Zum Plant Science Cafe hatten die Forschungsinitiative PLANT 2030 gemeinsam mit dem Max-Planck-Institut für Molekulare Pflanzenphysiologie und der Universität Potsdam eingeladen. Das Portal Pflanzenforschung berichtet von dem Abend.
Quelle: Pflanzenforschung.de

In einem frischen Debattenpapier fordert die Junge Akademie, das Lehrstuhl-Prinzip der deutschen Wissenschaft zugunsten einer Department-Struktur aufzugeben. Und beschreibt darin sehr konkret, wie eine solche Umwälzung gelingen könnte. Die online-Ausgabe des Laborjournals stellt das Debattenpapier vor, das auch der Journalist Jan-Martin Wiarda in seinem Blog vorgestellt hatte.
Quelle: Laborjournal