Wochenchronik: Pflanzenforschung und Botanik #36 (2020)

Wesentliche Fortschritte für die Pflanzenzüchtung verspricht eine neue Anwendung der molekularen Schere CRISPR/Cas: Am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) ist es Forschenden um den Molekularbiologen Holger Puchta gelungen, mit CRISPR/Cas die Abfolge der Gene innerhalb eines Chromosoms zu verändern. Sie demonstrierten anhand einer weit verbreiteten Chromosomenveränderung in der Modellpflanze Ackerschmalwand weltweit erstmals, wie sich Umkehrungen der Genabfolge rückgängig machen lassen und Vererbung sich so gezielt steuern lässt. Die Ergebnisse sind in der Zeitschrift Nature Communications (DOI: https://doi.org/10.1038/s41467-020-18277-z) publiziert.

Quelle: KIT

Ein Team von Forschenden hat die Wirkung von Luftverschmutzung und hohen Ozonwerten auf die chemische Kommunikation zwischen Blüten und ihren Bestäubern analysiert. Demnach mögen Tabakschwärmer den Duft ihrer ansonsten bevorzugten Blüten nicht mehr, wenn er durch Ozon verändert worden war. Das giftige Oxidationsmittel stört damit die Wechselwirkung zwischen einer Pflanze und ihrem Bestäuber, die sich über Millionen von Jahren im Laufe der Evolution entwickelt hat. Allerdings sind die Falter in der Lage schnell zu lernen, dass auch weniger angenehm duftende Blüten nahrhaften Nektar verheißen können, wie die Forschenden des Max-Planck-Instituts für chemische Ökologie in Jena und der Universität Virginia, USA im Fachmagazin Journal of Chemical Ecology (DOI: 10.1007/s10886-020-01211-4).

Quelle: MPI für Chem. Ökologie

Die Pflanzenforscherin Christelle Robert von der Universität Bern erhält einen der insgesamt 436 vom Europäischen Forschungsrat (ERC) verliehenen starting grants in Höhe von je 1.5 Millionen Euro. Sie will mit den Fördergeldern die Interaktionen zwischen Pflanzen und natürlichen Feinden von Schädlingen verstehen. Jüngste Forschungsergebnisse zeigen, dass Pflanzen die Anwesenheit von Schädlingen wahrnehmen und darauf reagieren können. Die Mechanismen dieser Reaktionen sind jedoch weitgehend unbekannt, ebenso die Art und Weise, wie sie die tritrophen Interaktionen in der Natur beeinflussen. Ziel des Projekts PRENEMA von Christelle Robert vom Institut für Pflanzenwissenschaften (IPS) ist es, die Reaktionen der Pflanzen auf die dritte trophische Ebene, die natürlichen Feinde der Schädlinge, als einen bisher übersehenen Mechanismus zu definieren, der die tritrophischen Interaktionen steuert. Zu diesem Zweck kombiniert PRENEMA einen interdisziplinären Ansatz, der unter anderem ein ökologisch und landwirtschaftlich relevantes tritrophes Modellsystem umfasst. Das Modellsystem besteht aus Mais und dessen wildem Vorfahren Teosinte, dem gebänderten Gurkenkäfer (Diabrotica balteata) – einem Schädling, der Maiswurzeln befällt – und dessen natürlichem Feind, dem Fadenwurm Heterorhabditis bacteriophora.

Quelle: Uni Bern

Die Geschäftsstelle Eiweißpflanzenstrategie in der Bundesanstalt für Landwirtschaft und Ernährung (BLE) sucht Interessenten für Forschungs- und Entwicklungsvorhaben (FuE) zur Züchtung leistungsfähiger Leguminosensorten. Mit den Züchtungsprojekten soll die pflanzliche Produktivität der Leguminosen gesteigert werden, beispielsweise durch die Erschließung genetischer Ressourcen und Verbesserung von Qualität und Ertrag. Das Bundeslandwirtschaftsministerium fördert die Projekte mit dem Ziel, das Potenzial von Leguminosen als Lebens- und Futtermittel sowie ihre Leistungen für das Ökosystem im konventionellen und ökologischen Anbau zu optimieren. Projektskizzen können bis zum 1. Dezember 2020 eingereicht werden.

Quelle: BLE

Susana Coelho ist neue Direktorin am Tübinger Max-Planck-Institut für Entwicklungsbiologie. Die Arbeiten von Coelho lieferten für die Evolutionsforschung neue und entscheidende Erkenntnisse im Bereich der geschlechtlichen Vermehrung. Anhand des Modellorganismus der Braunalgen wirft die Biologin ein neues Licht auf die Fortpflanzungsweisen und sexuellen Lebenszyklen von Lebewesen. Coelho erhielt bereits zahlreiche Auszeichnungen und hatte als Postdoc gemeinsam mit Akira Peters und Mark Cock zur Etablierung der Braunalge Ectocarpus als Modellorganismus in der Evolutionsforschung beigetragen.

Quelle: MPI für Enticklungsbiologie

Ein Forschungsteam schildert im Fachmagazin PNAS (DOI: https://www.doi.org/10.1073/pnas.2009445117) wie der parasitische Teufelszwirn Cuscuta australis seine Blütenbildung steuert. Wie die Forschenden der Chinesischen Akademie der Wissenschaften und des Max-Planck-Instituts für chemische Ökologie in Jena
zeigten, fängt der wurzel- und blattlose Vollschmarotzer die Blühsignale seiner Wirtspflanzen ab, um seinen eigenen Blühmechanismus zu aktivieren. Die mit der jeweiligen Wirtspflanze synchronisierte Blüte sorgt dafür, dass der Parasit lange genug auf seinem Wirt wachsen kann, um die optimale Menge an Samen auszubilden und sich fortzupflanzen.

Quelle: MPI für chem. Ökologie

Das Arbeiten mit digitalen Inhalten ist für die meisten Menschen inzwischen selbstverständlich. Auch Forschende, Schülerinnen und Schüler sowie Lehrkräfte werten Texte aus, um neue Erkenntnisse zu gewinnen. Sie nutzen Bilder und Videos, um Inhalte zu vermitteln. Doch was gilt es dabei zu beachten? Dazu hat das Bundesforschungsministerium (BMBF) die wichtigsten Fragen und Antworten in verschiedenen Handreichungen zusammengestellt. Bitte beachten Sie dabei: Die FAQ sind eine Orientierung für Menschen, die in Forschung, Lehre und Schule aktiv sind. Eine fachkundige juristische Beratung kann hierdurch nicht ersetzt werden.

Quelle: BMBF

Eine Pflanzenart kann sich im Laufe der Evolution weiterentwickeln und ihren Umgang mit Wassermangel an neue Umweltbedingungen anpassen. Das ist das Ergebnis einer Zehn-Jahres-Experiment in Israel,  an der Juliette de Meaux, Professorin an der Universität Köln und Mitglied des Exzellenzclusters CEPLAS, beteiligt war. Die in Tübingen geleitete Studie wurde gemeinsam mit Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern aus Münster und Hildesheim ausgewertet und unter dem Titel Rapid adaptive evolution to drought in a subset of plant traits in a large-scale climate change experiment in der Fachzeitschrift Ecology Letters (DOI: https://doi.org/10.22541/au.159231512.24779850) veröffentlicht.

Quelle: Universität zu Köln

Deutschlands Gärten und Parks droht eine neue Gefahr: Forschende der Senckenberg-Institution haben in einem Garten in Niedersachsen erstmals an Akeleien den aggressiven Pflanzenschädling Peronospora aquilegiicola nachgewiesen. Das geht aus einer kürzlich in der Fachzeitschrift Mycological Progress veröffentlichten Studie (DOI: https://doi.org/10.1007/s11557-020-01596-2) hervor. Der ‚Falsche Mehltau‘ befällt ausschließlich Akeleien, bei denen er zum Absterben der Pflanze führt. Der Pflanzenschädling kommt ursprünglich aus Ostasien und war bislang in Europa nur in Großbritannien aufgetaucht. Dort hat er die beliebten Zierpflanzen in öffentlichen Parks bereits großflächig vernichtet.

Quelle: Senckenberg

Sie gehören zu den problematischsten landwirtschaftlichen Unkräutern mit erheblichen volkswirtschaftlichen Folgen in der Agrarproduktion weltweit: Palmer Amaranth sowie der Warzenfrüchtige und der Grünährige Fuchsschwanz. Forschende der Universität Illinois und des Max-Planck-Instituts für Entwicklungsbiologie in Tübingen haben vor einer Woche die bisher umfassendsten Genom-Informationen für diese drei Unkräuter in der Fachzeitschrift Genome Biology and Evolution (DOI: https://doi.org/10.1093/gbe/evaa177) veröffentlicht. Das ermöglicht gezielte und ökologisch nachhaltige Anwendungen für die Landwirtschaft zu entwickeln.

Quelle: MPI für Entwicklungsbiologie

Kartoffeln sind besonders empfindlich gegenüber den Folgen der Klimaveränderungen: Hitze- und Dürreperioden, aber auch Überschwemmungen der Anbaufläche als Folge von Starkregen sorgen für enorme Ertragseinbußen. Das EU Horizon-2020 Projekt ADAPT (Accelerated Development of multiple-stress tolerAnt PoTato) erforscht nun die Stressanpassung der Kartoffel mit dem Ziel, resistentere Sorten zu entwickeln. "Die Kartoffel stammt ursprünglich aus den klimatisch kühlen Hochlandregionen Südamerikas und reagiert daher besonders empfindlich auf Hitzestress", sagt Markus Teige von der Abteilung Molekulare Systembiologie am Department für Funktionelle und Evolutionäre Ökologie der Fakultät für Lebenswissenschaften der Universität Wien, der das Projekt koordiniert. Die Arbeiten sind für die kommenden vier Jahre geplant, für welche die EU ein Gesamtbudget von 5 Millionen Euro bewilligte (Grant Agreement GA 2020 862-858).

Quelle: Uni Wien

Die Molekulargenetikerin und Bioinformatikerin Dr. Agnieszka Golicz erhält von der Alexander von Humboldt-Stiftung einen der Sofja Kovalevskaja-Preise 2020 und daher rund 1,65 Millionen Euro zum Aufbau einer Forschungsgruppe an der Justus-Liebig-Universität Gießen (JLU). Ihr Gastgeber an der JLU ist Prof. Dr. Rod Snowdon vom Institut für Pflanzenbau und Pflanzenzüchtung I. Mit Dr. Agnieszka Golicz verstärkt eine exzellente Nachwuchswissenschaftlerin die Pflanzenzüchtung an der JLU, die den Aufbau komplexer Pflanzengenome erforscht.

Quelle: JLU