Wochenchronik: Pflanzenforschung und Botanik #27 (2020)

Ein Forschungsteam hat aus Laubblättern Elektroden mit besonderen optischen und elektronischen Eigenschaften gebaut. Die Forschenden des Jenaer Leibniz-Instituts für Photonische Technologien (Leibniz-IPHT) haben Blattadern mit Kupfer beschichtet und sie so in elektrisch leitfähige und optisch transparente Elektroden umgewandelt. Sie nutzten also die für den Transport in Pflanzen optimierte, verzweigte Struktur der Blattadern, wie sie im Fachmagazin Nano-Micro Letters (DOI: https://doi.org/10.1007/s40820-019-0359-9) berichten. Konstruiert nach dem Vorbild der Natur, könnten sich mit den Blattstruktur-Elektroden neuartige Solarzellen, LEDs oder Displays entwerfen lassen.

Quelle: Leibniz-IPHT

Seit Dezember 2019 gilt eine Pflicht, dass eingeführte Pflanzen einen Gesundheitspass mitführen müssen. Das gilt  
auch für Zimmer-, Garten- und Balkonpflanzen sowie für Pflanzenteile und Saatgut bestimmter Arten. Zu erkennen sind diese Pässe an der aufgedruckten EU-Flagge und der Aufschrift „Pflanzenpass/Plant Passport“. Aufmerksamen Verbraucherinnen und Verbrauchern dürften beim Kauf von Pflanzen in jüngster Zeit die kleinen Etiketten aufgefallen sein. Allerdings sind die ablesbaren Informationen auf dem Pflanzenpass an Kontrolleure und Behörden gerichtet. Der Pass macht so Handelsketten nachverfolgbar und soll die Verbreitung gefährlicher Schädlinge unterbinden. Denn finden mitgereiste Schadorganismen hier optimale Lebensbedingungen vor, können sie sich stark vermehren, ausbreiten und oftmals große ökologische und ökonomische Schäden anrichten. In einem kurzen Video zeigt das Julius Kühn-Institut (JKI), worauf beim Pflanzenkauf im Internet geachtet werden sollte: https://www.youtube.com/watch?v=fxAf-ZGmNP0.

Quelle: JKI

Viele Substanzen, die wir täglich nutzen, wirken nur in der richtigen 3D-Struktur. Natürliche Enzyme könnten sie umweltfreundlich herstellen – wenn sie nicht einen bisher nur teuer zu erzeugenden Hilfsstoff bräuchten. Ein Forschungsteam der Ruhr-Universität Bochum (RUB) hat in einzelligen Grünalgen genau die gewünschten Enzyme entdeckt. Und noch besser: Da lebende Algen als Biokatalysatoren für bestimmte Substanzen infrage kommen, bringen sie den Hilfsstoff gleich mit und stellen ihn umweltfreundlich durch Photosynthese her. Das Team veröffentlichte seine Ergebnisse unter dem Titel Evolutionary diverse Chlamydomonas reinhardtii Old Yellow Enzymes reveal distinctive catalytic properties and potential for whole-cell biotransformations am 17. Juni in der Zeitschrift Algal Research (DOI: https://doi.org/10.1016/j.algal.2020.101970).

Quelle: RUB

Fast alle Landpflanzen beschäftigen ein Heer molekularer Redakteure, die Fehler in ihrer Erbinformation berichtigen. Forscher*innen der Universität Bonn haben nun mit Kolleg*innen aus Hannover, Ulm und Kyoto einen dieser Korrekturleser vom Moos Physcomitrium patens (bisher bekannt als Physcomitrella patens) in die Blütenpflanze Arabidopsis thaliana übertragen. Erstaunlicherweise verrichtet er dort seine Arbeit ähnlich zuverlässig wie im Moos selbst, obwohl mehr als 400 Millionen Jahre Evolutionsgeschichte zwischen beiden Pflanzen liegen. Die Studie eröffnet möglicherweise einen neuen Weg, das Erbgut von Chloroplasten und Mitochondrien zu modifizieren. „Insbesondere für pflanzliche Mitochondrien ist das bislang noch gar nicht möglich“, betont Dr. Mareike Schallenberg-Rüdinger. Eventuell lässt sie sich auch zur Entwicklung leistungsfähigerer Nutzpflanzen einsetzen. Die Studie publizierten das Team in der Fachzeitschrift The Plant Cell (DOI: https://doi.org/10.1105/tpc.20.00311).

Quelle: Uni Bonn

Neue, bioaktive Bestandteile des auch in der Ostsee beheimateten Blasentangs und seines Pilzsymbionten haben Forschende des GEOMAR Helmholtz-Zentrums für Ozeanforschung Kiel nun als wirksam gegen infektiöse Bakterien bzw. Hautkrebs ausgemacht. „Auf Algorithmen basierende Chemo- und Bioinformatik-Strategien sowie maschinelle Lernwerkzeuge haben es uns ermöglicht, das massive Metabolom der Braunalge zu kartieren und gleichzeitig die für ihre antibiotische Aktivität verantwortlichen Wirkstoffcluster vorherzusagen“, sagt Dr. Larissa Büdenbender, ehemalige Postdoktorandin in der Gruppe von Prof. Tasdemir und Hauptautorin eines der beiden jetzt in der Fachzeitschrift Marine Drugs (DOI: https://doi.org/10.3390/md18060311 und https://doi.org/10.3390/md18010047) erschienenen Artikel.

Quelle: GEOMAR

Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler haben das Signalnetzwerk in Pflanzen kartiert und neue Erkenntnisse darüber gewonnen, wie Pflanzen Informationen über ihre Umwelt verarbeiten. Die Forschungsgruppe hat das molekulare Proteinnetzwerk von Pflanzen systematisch kartographiert, indem es mehr als 17 Millionen Proteinpaare experimentell auf wechselseitige Interaktionen prüfte. Dafür setzte sie eine robotergestützte Pipeline in Kombination mit Methoden der Bioinformatik ein. Wie sie im Fachmagazin Nature (DOI: https://doi.org/10.1038/s41586-020-2460-0) zeigen, regeln alle getesteten Interaktionen zwischen Proteinen, von denen man bisher annahm, dass sie nur Teil eines einzigen Signalweges sind, die Kommunikation tatsächlich zwischen verschiedenen Signalwegen. „Das ist eines der erstaunlichsten Erkenntnisse aus dieser Studie: Die meisten Proteine fungieren in mehreren Signalwegen," sagt Dr. Melina Altmann, Erstautorin der Studie. Die Forschenden des Helmholtz Zentrums München und der Ludwig-Maximilians-Universität (LMU) sehen darin auch Potential für neue Strategien um beispielsweise Nutzpflanzen besser vor zunehmender Dürre schützen zu können.

Quelle: Helmholtz Zentrums München

Als eines von neun Zentren der Nationalen Forschungsdateninfrastruktur (NFDI) wird das neue Konsortium DataPLANT für die moderne Pflanzenforschung große Datenmengen erfassen, aufbereiten und bereitstellen. In der Pflanzenforschung entstehen komplexe, riesige Datenmengen unterschiedlicher Disziplinen, die computergestützt verarbeitet und interpretiert werden müssen. „Ein Ziel dieser Forschung ist ein besseres Verständnis davon, wie sich Nutzpflanzen genetisch und biochemisch so verändern lassen, dass sie auch in Zeiten des Klimawandels und bei wachsender Weltbevölkerung widerstandsfähig und ertragreich sein können“, erklärt Ralf Reski, Professor für Pflanzenbiotechnologie an der Universität Freiburg und Mitglied der Geschäftsleitung von DataPLANT. So trägt die Forschung zur Ernährungs- und Versorgungssicherheit und das neue Service-Zentrum zur Demokratisierung von Forschungsdaten bei. Partnerinstitutionen sind die Universität Tübingen, das Forschungszentrum Jülich und die Technische Universität Kaiserslautern. Die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) fördert die Service-Einrichtung mit rund elf Millionen Euro.

Quelle: Uni Freiburg

Die Stärkung der Wissenschaftskommunikation war Thema eines Öffentlichen Fachgesprächs des Ausschusses für Bildung, Forschung und Technikfolgenabschätzung. Die Sachverständigen waren sich überwiegend darin einig, dass Wissenschaftskommunikation immer wichtiger werde, sie institutionell auch in der Forschung stärker verankert werden müsse und Wissenschaftsjournalismus stärker finanziert werden solle, wie das Portal heute im Bundestag (hib) berichtet.

Quelle: hib

Die immer noch ungleiche Verteilung der Geschlechter auf den verschiedenen Hierarchiestufen der wissenschaftlichen Karriere sowie in zentralen Gremien und Kommissionen macht deutlich, dass eine gezielte Förderung von Frauen zur Entlastung von der mehrfachen Inanspruchnahme in Beruf und Familie weiterhin notwendig ist. Erste Untersuchungen deuten darauf hin, dass sich diese generelle Problematik durch die Auswirkungen der Coronavirus-Pandemie noch verschärft hat. Die Mitgliederversammlung der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) hat sich daher im Rahmen der DFG-Jahresversammlung mit Rekrutierungsverfahren zur Gewinnung von Wissenschaftlerinnen und mit ihrer Entlastung für die Gremienarbeit befasst. Sie beschloss die Veröffentlichung der „Zusammenfassung und Empfehlungen 2020“ zu diesen zwei Schwerpunktthemen der Chancengleichheit in der Wissenschaft. Die Mitgliederversammlung tagte wegen der Coronavirus-Pandemie per Videokonferenz.

Quelle: DFG

Sowohl die Anlage von Blühstreifen an konventionellen Getreidefeldern als auch die erhöhte Blütendichte im Öko-Landbau fördern Hummeln wie auch einzeln lebende Wildbienen und Schwebfliegen. Hummelvölker profitieren von Blühstreifen an kleinen Feldern, aber von großen Feldern im Ökolandbau. Das legen Agrarökologinnen und Agrarökologen der Universität Göttingen in einem Vergleich verschiedener Anbausysteme und Landschaftstypen dar. Die Ergebnisse der Studie sind in der Fachzeitschrift Journal of Applied Ecology (DOI: https://doi.org/10.1111/1365-2664.13682) erschienen. „Die Ergebnisse zeigen, dass Maßnahmen auf lokaler wie auch auf Landschaftsebene wichtig sind, um Wildbienen zu fördern“, betont Costanza Geppert, Erstautorin der Studie.

Quelle: Uni Göttingen

Algen – sie verschmutzen unsere Strände und verpesten unsere Gewässer. Ist das nur die halbe Wahrheit? Können sie Erdöl ersetzen und eine Welt ohne Plastik schaffen, Krankheiten heilen und die Welt ernähren? Was Wissenschaftlerinnen und Forscher davon heute schon Wirklichkeit werden lassen, zeigt dieser Film am 4. Juli um 21:45 Uhr im Fernsehkanal von ARTE-TV. Weitere Sendetermine sind am Freitag, 10. Juli 2020 um 11.00 Uhr, sowie
Donnerstag, 23. Juli 2020 um 10.15 Uhr.

Zur Vorschau / Zum Trailer (bei ARTE)

Ein Forschungsteam ein optogenetisches Werkzeug für den Einsatz in der Pflanzenforschung entwickelt. Damit können Prozesse in den Pflanzen präzise mit Licht gesteuert werden, wie sie nun im Fachmagazin Nature Methods berichten (DOI: https://doi.org/10.1038/s41592-020-0868-y). Dem Team um Forscher Prof. Dr. Matias Zurbriggen vom Cluster of Excellence on Plant Sciences (CEPLAS) an der Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf (HHU) und Prof. Dr. Rüdiger Simon (HHU) ist es gemeinsam mit Kolleginnen und Kollegen vom CIBSS an der Universität Freiburg und der University of East Anglia-Norwich gelungen, einen für Pflanzen maßgeschneiderten optogenetischen Schalter zu entwickeln. Dieses PULSE (Plant Usable Light-Switch Elements) genannte Werkzeug eignet sich für Pflanzen im normalen Tag-/Nachtzyklus und wird durch gezielte Bestrahlung mit rotem Licht einer sehr eng begrenzten Wellenlänge aktiviert und mit normalem weißem Licht wieder zurücksetzt.

Quelle: HHU