Wochenchronik: Pflanzenforschung und Botanik #19 (2019)

Die öffentliche Diskussion zum Artensterben greife zu kurz, sagt Prof. Dr. Thomas Borsch, Direktor des Botanischen Gartens Berlin (BGBM). Im Statement seiner Einrichtung fordert er eine weiterreichende Diskussion zum Artensterben. Er ist alarmiert, weil es auch den früher häufigen Pflanzenarten massiv an den Kragen gehe. „Das große Pflanzensterben betrifft uns alle. Denn ohne pflanzliche Vielfalt gibt es kein Überleben!“, unterstreicht Borsch die Bedeutung von Pflanzen als Grundlage der Natur.

ganzes Interview bei BGBM

Im tropischen Mittelamerika lassen große Investmentfirmen unter wirtschaftlichen Gesichtspunkten Monokulturen mit nichtheimischen Baumarten wie Teak entstehen, die möglichst schnell wachsen, großflächig durch Kahlschläge abgeholzt und flott vermarktet werden: Mit ökologischen Folgen wie Bodenerosion, Verlust der Artenvielfalt, Schadstoffeintrag durch Dünge- und Pflanzenschutzmittel. Eine Alternative stellen Mischwälder mit heimischen Baumarten dar, die umweltschonender bewirtschaftet werden können. Damit ein Umdenken erfolgt und ansässige Landbesitzer überzeugt werden können, dass sich das Aufforsten nachhaltiger tropischer Mischwälder langfristig auch finanziell auszahlt, will die Albert-Ludwigs-Universität Freiburg zusammen mit der Firma PuroVerde in Costa Rica ein datenbasiertes Entscheidungshilfesystem entwickeln. Die Deutsche Bundesstiftung Umwelt (DBU) fördert das neue Projekt fachlich und finanziell mit rund 400.000 Euro.

Quelle: DBU

Doch Anfang der 1990er Jahre kam der Anbau Gelber Lupinen (Lupinus luteus) nahezu zum Erliegen. Schuld daran ist eine Pilzkrankheit, die Anthraknose, die zu massiven Ernteausfällen führte. Der Anthraknose-Erreger infiziert auch das Saatgut. Die Züchtungsforscher des JKI im mecklenburgischen Groß Lüsewitz und ihre Projektpartner haben sich zum Ziel gesetzt, die Gelbe Lupine züchterisch so zu verbessern, dass sie für Landwirte wieder attraktiv wird. Vor allem ökologisch wirtschaftenden Landwirten könnte dies zu Gute kommen, da diese kein Import-Soja an ihre Tiere verfüttern dürfen und auf alternative Eiweißquellen angewiesen sind. Dabei zielen die Forscher nicht nur auf Anthraknoseresistenz, sondern auch auf eine Steigerung des Ertrags, der bisher bei der Gelben Lupine geringer ist als bei den anderen Lupinen-Arten. Das Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft (BMEL) fördert das im April gestartete Projekt „InnoLuteus“ mit rund einer Million Euro, das von Dr. Brigitte Ruge-Wehling vom Julius Kühn-Institut (JKI) geleitet wird.

Quelle: JKI

Forschende haben die innerzelluläre Kommunikation beim Import kernkodierter Proteine in die Chloroplasten untersucht. Wie das Team um Prof. Ralph Bock am Max-Planck-Institut für Molekulare Pflanzenphysiologie in Potsdam-Golm, Wissenschaftlern der Oxford University sowie Dr. Andreas Richter und Prof. Bernhard Grimm von der Humboldt-Universität zu Berlin in einem Artikel im Fachmagazin Nature Plants (DOI: https://doi.org/10.1038/s41477-019-0415-y) darlegen, dass das GUN1-Protein in den Plastiden als eine zentrale Komponente für den Import zellkernkodierter Proteine in die Chloroplasten agiert, wenn die Entwicklung der Pflanze durch Stress gestört wird. Dazu haben sie Mutanten der Ackerschmalwand (Arabidopsis thaliana) eingesetzt, denen das GUN1-Protein fehlt. Sie konnten beobachten, dass in den Mutanten nicht genügend Proteine in die Chloroplasten transportiert wurden. Zusätzlich schalteten die Mutanten Gene für Stressproteine der Familie der Hitzeschock-Proteine HSP70 und HSP90 an, um zu verhindern, dass die nicht importierten Proteine Schäden in der Zelle anrichten. Die gemeinsamen Arbeiten zeigen, dass das GUN1-Protein für die innerzelluläre Kommunikation und den optimalen Import von Proteinen in die Chloroplasten insbesondere unter Stressbedingungen von großer Bedeutung ist. Die Erkenntnisse eröffnen auch neue Möglichkeiten, die Anpassung von Nutzpflanzen an ungünstige Umweltbedingungen zu verbessern.

Quelle: MPIMP

Mit der Genschere CRISPR/Cas lassen sich gefährliche Pflanzenviren zerschneiden und unschädlich machen. Es gibt daher Überlegungen, dieses Potenzial für den Pflanzenschutz zu nutzen. Wie das Portal Pflanzenforschung aufzeigt, gibt es inzwischen eine Studie im Fachmagazin Genome Biology (DOI: https://dx.doi.org/10.1186/s13059-019-1678-3) nach der dabei auch resistente Viren entstehen können.

Quelle: Pflanzenforschung

Schon seit der Landwirtschaftlichen Revolution vor rund 12.000 Jahren züchten Menschen selektiv Pflanzen mit vorteilhaften Eigenschaften, wie etwa mit einer hohen Kornzahl oder mit einer Resistenz gegenüber Krankheiten. Im Laufe der Zeit entwickelte sich der Brotweizen Triticum aestivum zu einer der wichtigsten Feldfrüchte der Welt. Forschende katalogisierten nun in einer internationalen Studie die genetische Diversität von 487 Weizen-Genotypen aus verschiedenen Teilen der Welt und stellten diese in Zusammenhang mit agronomischen Eigenschaften. Die Kartierung dieses reichen Pools an genetischer Diversität in Brotweizen unterstreicht die aktuelle Theorie zur Abstammung des Weizens und eröffnet neue Wege in der modernen selektiven Weizenzucht. Die Studie, an der auch Forschende des Leibniz-Instituts für Pflanzengenetik und Kulturpflanzenforschung (IPK) Gatersleben beteiligt waren, erschien bereits am 1. Mai im Fachmagazin Nature Genetics (DOI: doi.org/10.1038/s41588-019-0393-z) und wurde heute der Öffentlichkeit vorgestellt.

Quelle: IPK (pdf)

Die Expedition Alexander von Humboldts und Aimé Bonplands nach Süd- und Zentralamerika in den Jahren 1799 bis 1804 gilt seit langem als eine der bedeutendsten Forschungsreisen nach Amerika. Humboldt beschrieb dort als Erster die Symptome der Höhenkrankheit, erforschte Vulkane, nahm astrologische Beobachtungen vor, entdeckte die kalte Meeresströmung an der Westküste Südamerikas und untersuchte die Düngeeigenschaften des sich an der Küste Limas auftürmenden Vogelkots (Guano). Weniger bekannt ist, dass Alexander von Humboldt auch große Mengen Pflanzen nach Europa brachte. Einige davon gehören heute zu beliebten Zierpflanzen, wie Dahlie, die Zinnie und die Angelonie, aber auch weit verbreitete „Unkräuter“. Die Ausstellung „Pflanzensammler – Die Entdeckung von Zierpflanzen durch Alexander von Humboldt“ zeigt aus Anlass des 250. Geburtstags Humboldts vom 15. bis 23. Mai 2019 im Lichthof der Humboldt-Universität zu Berlin (HU) einige der von dem Forscher und Entdecker eingeführten Pflanzen und stellt ihre Ursprungsländer sowie deren Weiterentwicklung durch Züchtungsmethoden und Kulturverfahren vor. Die Ausstellung wird gemeinsam von dem Albrecht Daniel Thaer-Institut für Agrar- und Gartenbauwissenschaften und dem Team #WIRSINDHUMBOLDT veranstaltet.

Quelle: Humboldt-Uni

Haben Sie sich auch schon gefragt, wie sich verschiedene Methoden des Genome Editing voneinander unterscheiden und was sich hinter „CRISPR-cas“ verbirgt? Dieses sperrige Akronym steht für einen Paradigmenwechsel bei der Veränderung von Erbgut. Punktgenaue Eingriffe in das Genom erlauben die Behandlung von Erbkrankheiten und neue Möglichkeiten der Pflanzenzüchtung. Doch ob und wie die gezielte Mutation von Erbgut auch in Europa Anwendung finden wird, hängt stark von politischen Entscheidungen ab. Der DECHEMA-Tag der Gesellschaft für Chemische Technik und Biotechnologie e.V. (DECHEMA) am 23. Mai in Frankfurt bietet die Gelegenheit sich darüber zu informieren und mit Experten zu diskutieren.  

Quelle: DECHEMA

Der Deutschlandfunk stellt ein Münchner Forschungsprojekt vor, in dem mithilfe von Salzwasseralgen Treibhausgas aus der Atmosphäre entzogen und dauerhaft gebunden wird. Daraus entstehen Öl und Carbonfasern. Mit diesem neuen Ansatz hat es ein Professor in den Bericht des Weltklimarats geschafft.

Quelle: Deutschlandfunk

Rainer Hedrich von der Julius-Maximilians-Universität Würzburg (JMU) erhält rund 1,5 Millionen Euro aus dem Koselleck-Programm der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG). Damit will der Biologe den mathematischen Fähigkeiten der fleischfressenden Venusfliegenfalle (Dionaea muscipula), die - wie er mit seinem Team herausfand - bis fünf zählen kann, auf den Grund gehen. Außerdem will er herausfinden, wie und wann Pflanzen in der Evolution das Zählen gelernt haben.

Quelle: JMU

Die Artenvielfalt nimmt weltweit dramatisch ab. Etwa eine Million der derzeit bekannten rund 8 Millionen Arten an Tieren und Pflanzen ist im Laufe der nächsten Jahrzehnte vom Aussterben bedroht, wenn der Mensch seine Lebensweise nicht gravierend ändert. Dieses Fazit hat der Weltbiodiversitätsrat (IPBES) gestern in seinem Globalen Zustandsbericht der Öffentlichkeit vorgestellt. Helmholtz-Wissenschaftler waren daran maßgeblich beteiligt und haben heute die Hintergründe und Konsequenzen für Deutschland vorgestellt. Zu Land, zu Wasser und in der Luft wird die Zahl der pflanzlichen und tierischen Arten von Jahr zu Jahr geringer. „Die immer stärkere Nutzung von Böden und Meeren, der Klimawandel und die Umweltverschmutzung sind menschengemacht und einige der wesentlichen Treiber des Artensterbens,“ sagt Josef Settele vom Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung (UFZ) in Halle. Er ist einer der drei Vorsitzenden des Globalen Zustandsberichts des Weltbiodiversitätsrats. Die Pflanzenproduktion ist dem Bericht zufolge seit 1970 um rund 300 Prozent gestiegen, die Holzproduktion um 45 Prozent. „Jedes Jahr werden weltweit rund 60 Milliarden Tonnen erneuerbare und nicht erneuerbare Rohstoffe aus der Natur gewonnen – das entspricht nahezu einer Verdopplung seit 1980“, sagt Ralf Seppelt (UFZ Leipzig), Landschaftsökologe und Leitautor im Kapitel „Szenarien und Wege in eine nachhaltige Zukunft“. Mehr als ein Drittel der Landoberfläche und fast 75 Prozent der Süßwasserressourcen würden derzeit für die Pflanzen- oder Viehproduktion genutzt. „Wir stoßen hier allmählich an natürliche Grenzen des Machbaren.“

Quelle: Helmholtz

Forschende der Universitäten Köln und Bonn sowie des Zoologischen Forschungsmuseums Alexander Koenig – Leibniz-Institut für Biodiversität der Tiere, Bonn, haben eine neue Methode entwickelt, mit der sich erstmals feinste Oberflächenstrukturen digital erfassen und darstellen lassen. Sie bedampfen hierfür die Präparate mit Gold, eine Technik, die bisher nur bei der Rasterelektronenmikroskopie angewendet wurde. Damit untersuchten sie bereits verschiedene Insekten, Vogelfedern, Pflanzenteile und sogar Spinnenseide. Das Potential der neuen Anwendung erstreckt sich dabei auch auf angewandte Bereiche wie Materialwissenschaften oder die Qualitätskontrolle in produzierenden Unternehmen. Die Ergebnisse ihrer Forschung sind nun im Journal of Anatomy (DOI: https://www.doi.org/10.1111/joa.13008) veröffentlicht.

Quelle: Uni Köln

Auf den 6. Quedlinburger Pflanzenzüchtungstagen am Julius Kühn-Institut (JKI) ist heute zum 19. Mal der Kurt-von-Rümker-Preis der Gesellschaft für Pflanzenzüchtung e.V. (GPZ) vergeben worden. Empfänger des Preises ist Philipp Boeven aus Braunschweig. Der Jungwissenschaftler setzte sich mit seinem Vortrag „Unlocking the potential of wheat genetic diversity for hybrid breeding“ bei den diesjährigen Kurt-von-Rümker-Vorträgen gegen sechs Mitbewerber von fünf Hochschulen und Forschungseinrichtungen durch. Der Preis, der seit 1985 zur Förderung des wissenschaftlichen Nachwuchses auf dem Gebiet der Pflanzenzüchtung verliehen wird, ist mit 1.000 Euro dotiert.

Quelle: JKI

Sind die Temperaturen zu hoch, bilden Kartoffeln deutlich weniger oder mitunter gar keine Knollen mehr. Biochemiker*innen der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (FAU) haben nun herausgefunden, woran das liegt: Steigt die Temperatur, blockiert eine sogenannte „kleine RNA“ die Knollenbildung. Die kleine Ribonukleinsäure (RNA) besteht aus etwa 19 Nukleotiden und reguliert die Knollenbildung temperaturabhängig: Bei niedrigeren Temperaturen ist sie inaktiv. Den Forschenden ist es gelungen, diese kleine RNA auszuschalten und so wärmeresistente Kartoffelpflanzen zu erzeugen – angesichts des Klimawandels ein wichtiger Beitrag, um Ernteerträge auch in Zukunft zu sichern. Ihre Ergebnisse haben die Forschenden in der Fachzeitschrift Current Biology (DOI: https://doi.org/10.1016/j.cub.2019.04.027) veröffentlicht.

Quelle: FAU

Der Weltbiodiversitätsrat hat heute in Paris seinen Globalen Bericht zum Zustand der Natur vorgestellt. Die Botschaft des Berichts ist eindeutig: Der Zustand der Natur verschlechtert sich dramatisch. Bis zu eine Million Arten sind vom Aussterben bedroht, viele davon bereits in den nächsten Jahrzehnten. Wertvolle Ökosysteme sind zunehmend geschädigt, ihre wichtigen Leistungen für den Menschen in Gefahr. Ministerin Anja Karliczek vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) mahnt: "Der Bericht des Weltbiodiversitätsrats ist ein klares Signal an die Menschheit, umzudenken und die Artenvielfalt zu schützen. Die dargelegten Trends des Artenverlustes sind zutiefst beunruhigend. Der Bericht ist ein wichtiger Meilenstein und führt uns vor Augen, dass immenser Handlungsbedarf besteht – auch in der Wissenschaft. Forschung muss die noch bestehenden Wissenslücken schließen, Lösungsmöglichkeiten aufzeigen und deren Umsetzung in die Praxis begleiten. Dazu wird die Forschungsinitiative zum Erhalt der Artenvielfalt meines Hauses einen erheblichen Beitrag leisten, um unsere Natur und unsere Zukunft zu sichern."

Quelle: BMBF

Der Webvideo-Wettbewerb Fast Forward Science geht in die nächste Runde. Bis zum 22. Juli 2019 sucht Wissenschaft im Dialog die gelungensten Webvideos zum Thema Wissenschaft. Forscherinnen und Forscher, Studierende, Schülerinnen und Schüler, YouTuberinnen und YouTuber sowie Wissenschaftsenthusiasten können ab dem 6. Mai 2019 ihre Videos auf YouTube hochladen und einreichen. Die besten Beiträge werden mit insgesamt 20.000 Euro prämiert. Belohnt werden Videos, die Forschung verständlich machen, Lernen und Lachen verbinden oder wissenschaftliche Zukunftsvisionen entwickeln. Die Challenge „Super Fast“ bringt in diesem Jahr zudem eine neue Plattform ins Spiel: Innerhalb von 24 Stunden sollen Instagram-Stories zu einem vorgegebenen Thema produziert werden. Diese Sonderrunde beginnt mit der Bekanntgabe des Themas am 18. Mai 2019 um 12 Uhr.

Quelle: Fast Forward Science

Glyphosat ist das weltweit am meisten verbreitete Unkrautvernichtungsmittel. In den vergangenen Jahren entwickelte sich jedoch über den Einsatz der Chemikalie eine kontroverse öffentliche Diskussion. Der Exzellenzcluster CEPLAS (Cluster of Excellence on Plant Sciences) an der Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf (HHU) veranstaltet am 20. Mai ab 18 Uhr einen Diskussionsabend zum Thema Glyphosat. Die Veranstaltung, die diesmal in das weltweite ‚Pint of Science Festival‘ eingebunden ist, richtet sich an die breite Öffentlichkeit.

Quelle: CEPLAS

Durch die weltweite Produktion und den Handel mit Pflanzen und Pflanzenprodukten steigt die Gefahr, dass pflanzenschädigende Organismen ein- oder verschleppt werden. Das Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft (BMEL) fördert nun innovative Ideen, die die deutsche Land- und Forstwirtschaft davor schützen. Projektideen können bis zum 22. August 2019 beim Projektträger Bundesanstalt für Landwirtschaft und Ernährung (ptble) eingereicht werden (https://www.ble.de/DE/Projektfoerderung/Foerderungen-Auftraege/Innovationen/Programm-BMEL/programm-bmel_node.html).

Quelle: BMEL