Wochenchronik: Pflanzenforschung und Botanik #11 (2019)

Wie kann es in Trockengebieten passieren, dass Ökosysteme unter wachsendem Nutzungsdruck plötzlich „umkippen“? Wo vorher Weidegras üppig wuchs, bleibt dann nur der blanke Boden zurück – mit drastischen Folgen für die Ernährungssicherung. Ein internationales Team aus Forschenden unter Federführung der Universität Bonn erforscht in Namibia die ökologischen und sozialen Einflussfaktoren auf solche Kipppunkte der Wüstenbildung. Nun startet das NamTip genannte Projekt zu den ökologischen Kipppunkten in Namibias Weideländern, das in den nächsten drei Jahren vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) mit mehr als drei Millionen Euro gefördert wird.

Quelle: Uni Bonn

Ein neues Kooperationsprojekt an der Hochschule für Technik und Wirtschaft (HTW) Dresden namens „Web-Man“ entwickelt ein webbasiertes Nährstoffmanagementsystem und zeigt in die digitale Zukunft des Öko-Landbaus. Dazu wird zunächst der Nährstoff- und Düngebedarf landwirtschaftlicher Kulturen sowie der Nährstoffanfall im Betrieb ermittelt. Dadurch können die inner- und überbetrieblichen Nährstoffkreisläufe analysiert werden, um im Anschluss Handlungsempfehlungen zur optimalen Düngung und Fruchtfolgegestaltung im landwirtschaftlichen Betrieb zu geben. Die Tools werden in Ökobetrieben unterschiedlicher Struktur an vielen Standorten verschiedener Agrarregionen Deutschlands eingesetzt, um die Modelle unter Praxisbedingungen zu testen, schrittweise zu verbessern sowie betriebs- und standortbezogene Maßnahmen und Strategien zur nachhaltigen Nährstoffversorgung abzuleiten. Das Projekt wird an der HTW von Professor Knut Schmidtke, Fachgebiet Ökologischer Landbau, begleitet und läuft bis Januar 2022. Es wird mit rund 100.000 Euro von der Bundesanstalt für Landwirtschaft und Ernährung (BLE) gefördert.

Quelle: HTW Dresden

Die Vererbung des Chloroplasten-Genoms wird über den Fettsäure-Stoffwechsel reguliert, haben Forschende Anfang des Monats im Fachmagazin PNAS (DOI: https://doi.org/10.1073/pnas.1811661116) beschrieben. Demnach bestimmt in der Nachtkerze (Oenothera) der Fettsäure-Stoffwechsel, welcher Chloroplast dem anderen überlegen ist und seine Erbsubstanz an die Nachkommen weitergeben kann. In der Pflanzenforschung ist die Nachtkerze eine beliebte Modellpflanze, wenn es um die Erforschung der Organell-Vererbung geht, denn beide Eltern der Nachtkerze können das Chloroplasten-Erbgut an ihre Nachkommen vererben. Daher treten mütterliche und väterliche Organellen miteinander in Konkurrenz. Das Forscherteam von Stephan Greiner am Max-Planck-Institut für Molekulare Pflanzenphysiologie (MPI-MP) in Potsdam-Golm mit Kolleginnen und Kollegen aus Kanada, Polen und den USA identifizierte unter anderem ein Enzym, welches den ersten und somit auch limitierenden Schritt im Fettsäure-Stoffwechsel katalysiert. Dessen Gen unterliegt einer rasanten Evolution, das ein Wettrüsten zwischen den väterlichen und mütterlichen Chloroplasten ermöglicht.

Quelle: MPI-MP

Langfristig ökologisch bewirtschaftete Ackerböden emittieren weniger Treibhausgase pro Hektar als konventionell bearbeitete Böden. Auch pro Tonne Ertrag ist dieser Wert geringer oder – beim Anbau von Mais – gleich hoch. Dies geht hervor aus einer Studie zu einem weltweit einmaligen Langzeit-Feldversuch, die der Gießener Agrarwissenschaftler Professor Dr. Andreas Gattinger von der Justus-Liebig-Universität Gießen (JLU) inne. Die Ergebnisse sind in der Online-Ausgabe des Wissenschaftsjournals Scientific Reports (DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-018-38207-w) veröffentlicht worden.

Quelle: JLU

Wie Forschende herausfanden, ist die Biodiversität ungleich verteilt: Auf etwa 30 Prozent der terrestrischen Oberfläche unseres Planeten eine große Artenvielfalt an Flora, Fauna und Mikroben im Boden herrscht, jedoch über der Erde deutlich weniger Arten leben. Das zeigt ein internationales Forscherteam unter Leitung der Uni Leipzig und des Deutschen Zentrums für integrative Biodiversitätsforschung (iDiv) in aufwändigen Studien, die nun im Fachmagazin Conservation Biology (DOI: https://doi.org/10.1111/cobi.13311) veröffentlicht wurden.

Quelle: Uni Leipzig

„Wissenschaft, Forschung und Lehre sind frei“ heißt es in Artikel 5 des Grundgesetzes, das vor 70 Jahren in Deutschland in Kraft trat. Die Wissenschaft nimmt den Jahrestag zum Anlass, über die Erfolgsgeschichte, die Chancen, aber auch die Gefährdungen dieser Freiheit zu debattieren und zu fragen, welche Verantwortung daraus erwächst. „Freiheit ist unser System. Gemeinsam für die Wissenschaft“ ist – angestoßen von der Max-Planck-Gesellschaft – eine Initiative der Allianz der zehn großen deutschen Wissenschaftsorganisationen. Ziel ist es, in einer Reihe von Veranstaltungen, Reden, Debatten und Meinungsbeiträgen die Bedeutung der Unabhängigkeit von Forschung und Lehre zu betonen, sich gleichzeitig kritisch mit eigenen Entwicklungen auseinanderzusetzen sowie mögliche Gefahren für die Wissenschaftsfreiheit (siehe: wissenschaftsfreiheit.de) in den Blick zu rücken. Die zehn Mitglieder der Allianz sind: Alexander von Humboldt-Stiftung, Nationale Akademie der Wissenschaften Leopoldina, Deutscher Akademischer Austauschdienst, Deutsche Forschungsgemeinschaft, Fraunhofer-Gesellschaft, Helmholtz-Gemeinschaft, Hochschulrektorenkonferenz, Leibniz-Gemeinschaft, Max-Planck-Gesellschaft, Wissenschaftsrat.

Quelle: Leopoldina

Für die Landwirtschaft zählt nicht nur die Höhe des Ertrages, auch die Stabilität der Erträge über mehrere Jahre ist wichtig. Wie sich biologische und konventionelle Landwirtschaft in diesem Punkt unterscheiden, zeigt eine Meta-Analyse eines Teams der Technischen Universität München (TUM) und von Agroscope in Zürich. Insgesamt verwendeten die Forschenden 165 direkte Vergleiche aus 39 publizierten Studien. Wie erwartet, bestätigte die ihre im Fachmagazin Nature Communications (DOI: https://doi.org/10.1038/s41467-018-05956-1) veröffentlichte Analyse, dass biologische Bewirtschaftung geringere Erträge erbringt als konventionelle Landwirtschaft, im Mittel über alle Kulturen fielen sie um 16 Prozent niedriger aus. Auch die Schwankungen der Erträge waren bei beiden Verfahren über die Jahre sehr ähnlich. „Das hört sich zwar beruhigend an, hat jedoch einen Haken“, sagt Samuel Knapp vom Lehrstuhl für Pflanzenernährung der TUM. „Weil die absoluten Ertragsschwankungen ähnlich sind, wirken sich die Schwankungen bei den geringeren Erträgen der Biolandwirtschaft stärker aus. Die sogenannte relative Ertragsstabilität ist im Biolandbau somit geringer.“

Quelle: TUM

Um die in der Abfolge dieser Bausteine begründeten Funktionen untersuchen zu können, müssen DNA-Fragmente in Trägermoleküle eingesetzt und vervielfältigt werden. Für diesen Vorgang der Klonierung hat ein Forschungsteam der Universität Bayreuth ein hocheffizientes, schnelles und kostengünstiges Verfahren entwickelt, das auf allen Gebieten der Biologie, Biochemie und Biotechnologie flexibel einsetzbar ist. Dabei entfällt das aufwändige Screening von Bakterienkolonien. In Scientific Reports (DOI: http://dx.doi.org/10.1038/s41598-019-39768-0) stellen die Forschenden ihre Innovation vor.

Quelle: Uni Bayreuth

Wie können algenbasierte Produkte langfristig als eine wichtige Säule der Bioökonomie etabliert werden? Darum geht es beim 12. Bundesalgenstammtisch – dem Treffpunkt für alle, die sich aus Sicht von Wissenschaft und Industrie mit Entwicklung und Anwendung von (Mikro-)Algen beschäftigen. Die veranstaltende DECHEMA sucht Beiträg für nachhaltige und effiziente Lösungsansätzen entlang der Algen-Wertschöpfungskette – von der Nährstoffzufuhr über das Reaktordesign, die Aufarbeitung und die Markteinführung der Produkte.

Quelle: DECHEMA

Die genetische Herkunft des teuersten Gewürzes der Welt, des Safran-Krokus, haben Forschende der TU Dresden enträtselt. Die Pflanze ist eine triploide Hybridd-Art, ist steril und kann nicht gezüchtet werden. Obwohl seit mehr als 3.500 Jahre im Anbau, stammen alle weltweit kultivierten Pflanzen nur aus Tochterknollen. Seit fast 100 Jahren wird kontrovers diskutiert, was die möglichen Elternarten des Safran-Krokus sind. Würde man die Elternarten kennen, könnte man Veränderungen durch Neuzüchtung in das Krokus-Genom einbringen. Der Safran-Krokus stammt nach ihrer Forschung nur von einer Art ab, der Krokus-Wildart Crocus cartwrightianus, die in Griechenland vorkommt. Durch Sequenzierung des Safran-Krokus-Genoms und die vergleichende Chromosomenanalyse (Fluoreszenz-in situ-Hybridisierung, FISH) von verschiedenen Krokus-Arten konnten die Dresdner Biolog*innen aufzeigen, dass Genome von zwei Individuen der Krokus-Wildart Crocus cartwrightianus verschmolzen sind, die auf chromosomaler Ebene leichte Unterschiede besitzen. Ihre Ergebnisse publizierte das Team um Prof. Dr. Thomas Schmidt im Fachmagazin New Phytologist (DOI: https://doi.org/10.1111/nph.15715).  

Quelle: TU Dresden