Wochenchronik: Pflanzenforschung und Botanik #43 (2017)

Die Pflanzengenetikerin Marja Timmermans mit Arabidopsis-Pflanzen. Foto: Gunther Willinger, Uni Tübingen

Bei der Musterbildung läuft die Zellkommunikation von Pflanzen auch über einen bisher unbekannten Mechanismus: Dabei bilden sogenannte kleine RNAs wichtige bewegliche Signale und Steuerelemente. Kleine RNAs waren in der Pflanzenforschung bisher vor allem durch ihre Rolle bei Abwehrmechanismen gegen Fressfeinde oder Krankheitserreger bekannt, nicht jedoch zur Weitergabe von Gradienten-vermittelten Positionsinformationen. Das hat Professorin Marja Timmermans vom Zentrum für Molekularbiologie der Pflanzen der Universität Tübingen hat gemeinsam mit Kollegen vom Cold Spring Harbor Laboratory in New York entdeckt und in der Fachzeitschrift Developmental Cell veröffentlicht.
Quelle: Uni Tübingen

In menschlichen und tierischen Zellen wirkt das TOR-Protein als Signalgeber, der Überleben und Wachstum der Zellen steuert. Ein internationales Team um die Pflanzenforscher Dr. Markus Wirtz und Prof. Dr. Rüdiger Hell von der Universität Heidelberg deckte auf, dass das TOR-Protein die Weichen nur Richtung Wachstum stellt, wenn der Pflanze genügend Sulfat als Nährstoff zur Verfügung steht, berichten sie im Fachjournal Nature Communications. Die Information über den Sulfat-Gehalt des Bodens wird über Zucker, aber nicht über Aminosäuren in die Zellen übertragen. „Diese Erkenntnis kann einen Beitrag zur Züchtung von nährstoffeffizienten Nutzpflanzen leisten. Diese können dann in der nachhaltigen Landwirtschaft eingesetzt werden“, hofft Prof. Hell.
Quelle: Uni Heidelberg

In der Zeitschrift Ecology berichten Forschende, dass es sinnvoller sein kann, eine Gruppen und nicht einzelne Individuen für die Zucht zu selektieren. Um dies herauszufinden, teste das Forschungsteam um Prof. Weiner im Experiment Sommerweizen (Triticum aestivum). 35 verschiedene Weizensorten wurden entweder in Monokulturen - Gruppen aus je einer einzigen Weizensorte - oder Mischkulturen - Gruppen aus Mischungen aller Sorten - in Feldparzellen in China angebaut. Monokulturen mit den wettbewerbsfähigsten Weizensorten lieferten nur mittelmäßige Erträge. Weniger wettbewerbsfähige Sorten in Mischkulturen brachten unter denselben Bedingungen um durchschnittlich 35 Prozent höhere Erträge hervor, schreibt das Portal Pflanzenforschung über die Studie.
Quelle: Pflanzenforschung.de

Die Leibniz-Gemeinschaft begrüßt die heute veröffentlichte Erklärung der Europäischen Kommission zur Entwicklung einer European Open Science Cloud (EOSC) und hat ihre aktive Unterstützung bei deren Umsetzung zugesagt. Die EOSC soll innerhalb der EU einen verlässlichen Zugang zu Forschungsdaten über fachliche und geografische Grenzen hinweg sicherstellen.
Quelle: Leibniz

Die Nutzung der Gentechnik wird hierzulande über das Gentechnikgesetz reguliert. Die wichtigsten fünf Fakten hat das Portal Bioökonomie in einem allgemeinverständlichen Dossier zusammengestellt:

• Was regelt das Gentechnikgesetz?
• Zulassung von gentechnisch veränderten Pflanzen in der Europäischen Union (EU)
• Opt-out-Richtlinie der EU
• Gentechnisch veränderte Organismen (GVO) in Deutschland
• Gentechnik-Kennzeichnung

Quelle: Bioökonomie

Waldfragmente in der Agrarlandschaft. Foto: Tobias Naaf, ZALF

Viele Pflanzen des Waldbodens vermehren sich über ihr Wurzelgeflecht und erhalten sich so viele Jahrzehnte. Unklar ist aber bisher, wie der genetische Austausch in räumlich voneinander getrennten Waldstücken, sogenannten „Waldinseln“, funktioniert. Im von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) geförderten Projekt „Landschaftsgenetik insektenbestäubter Waldbodenpflanzen in sich wandelnden Agrarlandschaften“ untersucht das Leibniz-Zentrum für Agrarlandschaftsforschung (ZALF) e. V. gemeinsam mit dem Senckenberg Entomologischen Institut (SDEI), in welchem Verwandtschaftsverhältnis räumlich getrennte Gruppen von Waldboden-pflanzen derselben Art zueinander stehen.
Quelle: ZALF

Der Europäische Dachverband für Pflanzenwissenschaften FESPB (Federation of European Societies of Plant Biology) vergibt Reisestipendien für Nachwuchskräfte, wie beispielsweise den FESPB travel grants for students and post-docs. Dazu müssen sie an einer Universität / einem wissenschaftlichen Institut in einem der Länder arbeiten, aus denen die Mitgliedsgesellschaften der FESPB stammen, etwa Deutschland oder Österreich. Den Stipendiaten winken ein freier Eintritt zum Kongress Plant Biology Europe (PBE) 2018 sowie freie Unterkunft für vier Nächte. Bewerbungsschluss ist der 20. Januar 2018. Die Gewinner werden am 28. Februar bekannt gegeben. Auf der Website sind weitere Stipendien genannt.

zu den Stipendien

Einmalig bei Kulturpflanzen ist die Entstehungsgeschichte von Reis. Bisher ging man davon aus, dass Reis in Asien und Afrika domestiziert wurde, schon das war ungewöhnlich. Aktuelle Funde deuten nun jedoch darauf hin, dass sich auch die Südamerikaner von Reis ernährten und diesen gezielt anbauten. Damit nimmt eine der wichtigsten Nahrungspflanzen weltweit eine Sonderstellung ein. Das berichten Forschende im Fachmagazin Nature Ecology & Evolution. Das Portal Pflanzenforschung stellt die Veröffentlichung vor.
Quelle: Pflanzenforschung.de

Abwasserreinigung auf Pflanzenbasis (v.l.n.r): Wasserlinse Lemna, Symbiofilter, assoziierter Abluftwäscher mit Mikroalgen, Mikroalge Scenedesmus. Fotos: Fa. Aqualight und Universität Osnabrück

Die Jury des deutschen Nachhaltigkeitspreises hat drei Projekte für die Endrunde nominiert und ruft nun dazu auf, darüber abzustimmen. Mit im Rennen: die neue „Abwasserreinigung mit dem Symbiofilter“, ein Reinigungsverfahren auf Pflanzenbasis. Forschende der Firma Aqualight aus Bramsche und Pflanzenforscher der Uni Osnabrück haben das neue Verfahren ausgetüftelt, mit der am schnellsten wachsenden Wasserpflanze Lemna (Wasserlinsen) die Schmutzwasser in Klärwerken zu reinigen. Der Symbiofilter entfernt vor allem überschüssige Nährstoffe (Nitrat, Phosphat etc.) aus dem Wasser und hat das Potential gesundheitsschädliche Schwermetalle und Arzneimittelreste zu beseitigen. Wie die Jury über das Projekt schreibt (pdf), ist damit erstmals eine schnelle, witterungsunabhängige, preiswerte, mobile und äußerst effiziente Lösung zur Reinigung von Wasser möglich. Der Sieger des Forschungspreises wird in Kooperation mit der Wissenschaftssendung „nano“ auf 3sat über ein Online-Voting ermittelt und im Rahmen der Preisverleihung am 8. Dezember bekannt gegeben. Abstimmungsschluss ist am 17. November 2017. Die 3SAT-Sendetermine der Filme für alle drei Projekte jeweils um 18:30 Uhr bei "nano" sind:

• 6. November: Wasserschutzbrot
• 7. November: Symbiofilter
• 8. November: BioBZ

Weiter: Direkt zur Abstimmung 

Im November endet der deutsche Forschungsverbund zur Ozeanversauerung BIOACID (Biological Impacts of Ocean Acidification) nach acht Jahren intensiver wissenschaftlicher Tätigkeit. Die Experimente und Analysen, die mehr als 250 Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler von 20 deutschen Forschungsinstitutionen durchgeführt haben, belegen: Ozeanversauerung und -erwärmung, kombiniert mit anderen Umweltfaktoren, beeinträchtigen das Leben im Meer und gefährden für Menschen wichtige Ökosystemleistungen. Eine Broschüre fasst die Hauptergebnisse des Projekts für Entscheidungsträger und die Öffentlichkeit zusammen.
Quelle: GEOMAR

Belegte mit ihrem Team die Funktion der Histon-Deacetylase im Chloroplasten: Prof. Dr. Iris Finkemeier. Foto und ©: Laura Grahn, WWU

Die Gruppe um Prof. Dr. Iris Finkemeier vom Institut für Biologie und Biotechnologie der Pflanzen an der Uni Münster (WWU) hat erstmals die Funktion einer "Histon-Deacetylase" in den Chloroplasten von Pflanzen entschlüsselt. Das Enzym dient als Steuerungs-Molekül und reguliert die Aktivität von Genen. Bisher kannte man diese Steuerung nur aus dem Zellkern. Das Forscherteam beschreibt im Fachjournal Molecular Systems Biology, dass die Histon-Deacetylasen die Eigenschaften vieler Proteine beeinflussen – einschließlich wichtiger Enzyme der Fotosynthese. Wahrscheinlich sind die pflanzlichen Histon-Deacetylasen also nicht nur dafür zuständig, die Anzahl der in einer Zelle gebildeten Proteine zu regulieren. Die neuen Ergebnisse deuten darauf hin, dass die Histon-Deacetylasen darüber hinaus die Funktionen zahlreicher Proteine in der Ackerschmalwand (Arabidopsis thaliana) steuern.
Quelle: WWU

Prof. Dr. Arnd Schnittger vor einem Kulturschrank mit Ackerschmalwand-Pflanzen (Arabidopsis thaliana). Foto: Nicolai, Uni Hamburg

Eine Störung der Zellteilung löst bei der Ackerschmalwand (Arabidopsis thaliana) eine Genomverdoppelung aus, Polyploidisierung genannt. Entwicklungsbiologen der Universität Hamburg haben den Vorgang erstmals detailliert analysiert und im Fachmagazin Developmental Cell beschrieben. Polyploidisierungen könnten Pflanzen die Anpassung etwa an den Klimawandel erleichtern. Die genaue Kenntnis der zugrundeliegenden Prozesse birgt außerdem große Potenziale für die Züchtung von Nutzpflanzen.
Quelle: Uni Hamburg

In der Diskussionsrunde (v.l.n.r): Friedhelm Taube, Andreas Graner, Karl-Josef Dietz, Andreas Weber, Stig Tanzmann und Frank Wolter. Foto: DBG

Pflanzen produzieren ungefähr 95 % des derzeitigen Kalorienbedarfes der Welt. Doch können wir mit diesen Pflanzen die Welt in 20 Jahren noch ernähren? Fachleute verschiedener Disziplinen diskutierten darüber auf der diesjährigen Botanikertagung der DBG in Kiel. Mirl Trötsch berichtet in der Zeitschrift Biologie in unserer Zeit (BIUZ) über den Abend, dass es viel Ausdauer und Innovationen bedarf, die Pflanzen der Zukunft zu entwickeln und die Landwirtschaft nachhaltiger zu machen, um zukünftig neun Milliarden Menschen gut zu ernähren. Der Verlag hat den Artikel noch bis Februar 2018 frei zugänglich geschaltet.
Quelle: BIUZ 5/2017, Seite 290

Seit Jahrzehnten verändert der Mensch die Erbinformation von Pflanzen oder Tieren, um neue Sorten oder Rassen zu erzeugen. Bestimmte neuere molekularbiologische Methoden, bekannt unter dem Sammelbegriff Genome Editing, ermöglichen zielgerichtete Eingriffe in das Erbmaterial. Erfolg versprechend ist insbesondere die Methode CRISPR/Cas9, die beispielsweise in der Landwirtschaft oder der Medizin eingesetzt werden könnte. Die Einstellung der Menschen in Deutschland gegenüber diesen neueren Methoden ist bisher jedoch kaum wissenschaftlich untersucht. Da das Wissen um die Einstellungen und den Kenntnisstand der Bevölkerung grundlegend für eine angemessene Risikokommunikation ist, hat das BfR in einer Studie (zur pdf-Datei) Fokusgruppen-Interviews durchgeführt. „Obwohl die Befragten Genome Editing kaum kannten und sie wenig über diese Techniken wussten, wird der Einsatz dieser Verfahren im Lebensmittelbereich mehrheitlich abgelehnt.“, sagt BfR-Präsident Professor Dr. Dr. Andreas Hensel. „Das zeigt, wie wichtig die Information der Öffentlichkeit über aktuelle Erkenntnisse in der Risikobewertung ist.“
Quelle: BfR

Das diesjährige Symposium des Cluster of Excellence on Plant Sciences (CEPLAS) fand zusammen mit dem Young Researcher Retreat am 19. und 20. Oktober im Mediapark in Köln statt. Mehrere Mitglieder des internationalen wissenschaftlichen Beirats waren angereist, um einen Überblick über die neuen Forschungsergebnisse des Clusters zu erhalten und um darüber hinaus auch wertvolles Feedback zu den aktuellen und zukünftigen Aktivitäten des Clusters zu geben. Das Cluster bietet einen kurzen Bericht über das Treffen der mehr als 100 Forschenden sowie Fotos der Zusammenkunft.
Quelle: CEPLAS

Fünf Forschungsinstitute in China und Deutschland haben zusammen das große und äußerst komplexe Genom der Süßkartoffel sequenziert und damit eines der wichtigsten Nahrungspflanzen der Welt. Die Daten zeigen: Die Süßkartoffel hat eine ähnliche Entstehungsgeschichte wie der Weichweizen. Sie hat 90 Chromosomen in einem hexaploiden Chromosomensatz. Züchter können in Zukunft auf die Genomsequenz zurückgreifen, um ihre Süßkartoffeln für den Klimawandel zu wappnen. Das Portal Pflanzenforschung stellt die Veröffentlichung der Fachzeitschrift Nature Plants vor.
Quelle: Pflanzenforschung.de

Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler beim Diskussionsforum „Die Debatte“ thematisieren am 1. November 2017ab 19 Uhr im Schloss Herrenhausen die Pflanzenzüchtung mit Genscheren wie CRISPR/Cas9. Als Experten mit dabei sind Prof. Dr. Jens Boch vom Institut für Pflanzengenetik an der Leibniz Universität Hannover, der schweizer Bio-Landwirt Thomas Rippel und die Philosophin und Biologin Sarah Bechtold vom Institut Technik-Theologie-Naturwissenschaften an der Ludwig-Maximilians-Universität München. Christoph Koch (Stern) und Dr. Mai Thi Nguyen-Kim (ZDF/funk) moderieren die Veranstaltung. Einlass ist ab 18.30 Uhr. Der Eintritt ist frei. Das meldet Wissenschaft im Dialog gGmbH beim Informationsdienst Wissenschaft (idw).
Quelle: idw

Über die Zukunft unserer Ernährung berichtet das Tech-Magazin Wired, das den Food-and-Tech-Summit besucht hat. Wie wird das Essen der Zukunft sein? Was werden wir essen? Auf der Zusammenkunft sei man zu dem Ergebnis gekommen: viel Grünzeug und Fleisch aus der Petrischale. Schon Winston Churchill habe sich ja einst gefragt: Wieso ein ganzes Huhn züchten, um dann nur die Brust zu essen? Mikroalgen, das Drinnen Gärtnern und Fleischersatz haben entscheidende Vorteile.
Quelle: Wired

Das Portal nano hat einen Film über Forschende gedreht, die am grünen Haus der Zukunft arbeiten: In den Fassadenelementen des Hamburger "Algenhauses" leben Algen, die die Energie für das Gebäude erzeugen. In "Smart Windows" zirkuliert Wasser - und kühlt das Gebäude. Das Portal stellt die ineinander greifenden Prozesse vor und nennt die Herausforderungen, vor an denen die Forschenden tüfteln.
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Die Bundesregierung hat ihr Positionspapier "Leitlinien zum neuen EU-Rahmenprogramm für Forschung und Innovation" veröffentlicht. Es enthält grundsätzliche, strategische Aussagen zur Ausrichtung eines neunten Rahmenprogramms für die Finanzperiode ab 2021. Deutschland setzt sich für ein exzellenzorientiertes Programm ein, das einen hohen europäischen Mehrwert sicherstellt und damit komplementär zu den nationalen Anstrengungen der Mitgliedstaaten ist. Das nächste Rahmenprogramm müsse mutiger, zielgerichteter, integrativer, ergebnisorientierter, konsistenter, nutzerfreundlicher, näher am Bürger und konsequenter werden.
zum Positionspapier des BMBF (pdf)