Wochenchronik: Pflanzenforschung und Botanik #44 (2020)

Wie Pflanzenzellen das Signal des Hormons Auxin in ihr "Venensystem" übersetzen, schildern Forschende aus der Gruppe von Prof. Jiri Friml vom Institute of Science and Technology Austria (IST Austria) im Fachmagazin Science (DOI: https://doi.org/10.1126/science.aba3178%20). "Auxin entscheidet welche Zellen sich zu vaskulärem Gewebe entwickeln, wodurch es die komplizierten Venenmuster steuern kann.", erklärt Jakub Hajný, der die Studie leitete. Nehmen die Zellen das Auxin-Signal nicht wahr, bilden sich unorganisierte Adern mit Unterbrechungen, die die Nährstoffverteilung einschränken. Im Falle einer mechanischen Beschädigung vermindert dies auch die Regeneration der Pflanze. Die Erkenntnisse könnten helfen, mechanisch widerstandsfähigere Pflanzen zu entwickeln.

Quelle: IST Austria

Ob ein vollständiger Zyklus des Crassulaceen-Säurestoffwechsels (CAM) auch die beste Lösung für C3-Pflanzen ist, die in gemäßigten Klimazonen angebaut werden, haben Forschende nun in Modellierungen untersucht. Dabei ging es um einen möglichst guten Ausgleich im Spannungsfeld zwischen Wasserverlust auf der einen Seite und Produktivität auf der anderen Seite. Zusammenfassend zeigt die Studie das Potenzial zur Wassereinsparung durch die Einführung eines alternativen CAM Stoffwechselzykluses in C3-Pflanzen unter einer Vielzahl von Umweltbedingungen und schlägt umweltspezifische Ziele für die Entwicklung dürreresisterer Pflanzen vor. Dr. Nadine Töpfer vom Leibniz-Institut für Pflanzengenetik und Kulturpflanzenforschung (IPK) sagt: „Die Modellierung ist ein leistungsfähiges Werkzeug zur Erforschung komplexer Systeme und liefert Erkenntnisse, die als Richtschnur für die Arbeit im Labor und im Feld dienen können. Ich glaube, dass unsere Ergebnisse den Forschern, die das wassersparende Merkmal von CAM-Pflanzen auf andere Arten übertragen wollen, Anregungen und Ideen liefern werden.“ Ihre Ergebnisse haben sie im Magazin The Plant Cell (DOI: https://doi.org/10.1105/tpc.20.00132) veröffentlicht.

Quelle: IPK (pdf)

Schon heute hinterlässt der Klimawandel in den Mooren im Schwarzwald seine Spuren. Durch steigende Temperaturen und längere Trockenperioden sind dort in den vergangenen 40 Jahren bereits zwei typische Pflanzenarten ausgestorben. Gleichzeitig ging der Bestand vieler weiterer Arten um ein Drittel zurück. Zehn weitere typische Moorarten könnten in den nächsten Jahren aussterben, schreiben Forscher der Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg (MLU) und des Deutschen Zentrums für integrative Biodiversitätsforschung (iDiv) Halle-Jena-Leipzig im Fachmagazin Diversity and Distributions (DOI: https://doi.org/10.1111/ddi.13184). In ihrer Studie gehen die Biologen davon aus, dass bei gleichbleibenden Verhältnissen bis 2045 zehn weitere Moor-Spezialisten verschwinden werden. Das sei ein alarmierendes Zeichen, da es keine Möglichkeiten gebe, dem Artensterben in Hoch- und Quellmooren gezielt entgegenzusteuern, sagt der Geobotaniker Prof. Dr. Helge Bruelheide von der MLU. "Fehlender Regen lässt sich nicht ohne Weiteres ersetzen."

Quelle: MLU

Am 3. November 2020 thematisiert eine virtuelle Veranstaltung von 17:00 bis 19:00 Uhr wie Molecular Farming Pflanzen zu grünen Bioreaktoren für Antikörpertests macht. Das Sofa-Event umfasst einen Vortrag von Holger Spiegel (Fraunhofer IME, Aachen) sowie einen Expertentalk mit den Pflanzenwissenschaftler*innen Ralf Reski (Universität Freiburg), Inge Broer (Universität Rostock) und Frank Thieme (Icon Genetics GmbH, Halle/Saale). Einen Vorgeschmack liefert ein Trailer auf YouTube: https://youtu.be/gOv7h0Yyy7o. Um Anmeldung wird gebeten: https://www.pflanzenforschung.de/qr/event. Das Event wird aus dem Studio des Bundesministeriums für Bildung und Forschung (BMBF) übertragen und soll dann per YouTube Livestream verfolgt werden können.

Quelle: Pflanzenforschung.de

Die Regierungsparteien hatten in ihrem Koalitionsvertrag 2017 festgelegt, ein Monitoringzentrum Biodiversität aufzubauen. Der Verband Biologie, Biowissenschaften und Biomedizin in Deutschland (VBIO) hatte dies bereits unmittelbar nach Unterzeichnung des Koalitionsvertrages explizit befürwortet, weil er sich dadurch eine Verbesserung und langfristige Absicherung des Biodiversitätsmonitorings erhoffte. Nun hat das Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und nukleare Sicherheit (BMU) einen ersten Konzeptentwurf vorgelegt, den der VBIO im Rahmen der Verbändeanhörung kommentiert. Er befürchtet eine wenig geliebte „formale Verwaltungseinheit mit exzellenter IT-Struktur“, der es letztlich am Rückhalt in der Community mangelt. Auferdem bedauert er das Fehlen finanzieller Aussagen sowie der Einbindung von Akteuren jenseits der Ressortforschung. Der VBIO kritisiert darüber hinaus Inkonsistenzen und die fehlende Fristigkeit.

Quelle: VBIO

Die Blumen auf der Wiese blühen in voller Pracht – aber weit und breit ist keine einzige Biene zu sehen. Was heute noch unwahrscheinlich klingt, könnte in Zukunft durchaus häufig vorkommen. Denn Insekten haben einen entscheidenden Einfluss auf die Biodiversität und Blühphasen von Pflanzen. Fehlen Insekten im Umfeld der Pflanzen, verändert sich deren Blühverhalten. Dies kann dazu führen, dass die Lebenszyklen der Insekten und die Blütezeit der Pflanzen nicht mehr übereinstimmen. Gehen die Insekten aber zur falschen Zeit auf Nektarsuche, werden manche Pflanzen nicht mehr bestäubt, haben Forschende der Uni Jena und des iDiv herausgefunden uind schildern ihre Ergebnisse in der Fachzeitschrift Frontiers in Plant Science, (DOI: https://doi.org/10.3389/fpls.2020.542125).

Quelle: Uni Jena

Die dynamische Änderung des Wurzelwachstums von Pflanzen ist wichtig für ihre Anpassung an Nährstoffe oder Feuchtigkeit im Boden. Daher ist je nach Situation eine kurze oder eine lange Wurzel vorteilhaft. Wie Forschende an der Modellpflanze für Hülsenfrüchtler Lotus japonicus herausfanden, bremst das Protein SMAX1 die Produktion von Ethylen. Die Bremse SMAX1 kann gelöst werden, wenn der sogenannte Karrikin-Signalweg, aktiviert wird, wodurch ein weiteres Hormon ins Spiel kommt. Dadurch wird die Herstellung von Ethylen angeschaltet, was dazu führt, dass die Wurzeln kurz bleiben und die Wurzelhaare in die Länge wachsen. Damit ist es dem Team um Caroline Gutjahr, Professorin für Pflanzengenetik an der Technischen Universität München (TUM) erstmals gelungen, die molekularen Vorgänge nachzuvollziehen, die durch den Karrikin-Signalweg angeschaltet werden. In ihrer Veröffentlichung vom 1. September in der Fachzeitschrift PNAS (DOI: https://doi.org/10.1073/pnas.2006111117) zeigen sie außerdem, durch welche molekularen Mechanismen dieser Signalweg Entwicklungsprozesse in Pflanzen reguliert.

Quelle: TUM

Der Verlust der Artenvielfalt schreitet weltweit unaufhaltsam voran. Um wirkungsvoller dagegen zu steuern, braucht es Monitoringprogramme, die den Zustand der Tier- und Pflanzenarten sowie deren Gefährdungszustand präzise abbilden. Doch daran mangelt es noch zu oft – zu lückenhaft, zu wenig aufeinander abgestimmt und zu begrenzt ist das zu untersuchende Artenspektrum. Ein vom Deutschen Zentrum für integrative Biodiversitätsforschung (iDiv) geführtes Team von Forschenden beschreibt in einem Beitrag für das Fachjournal OneEarth (DOI: https://doi.org/10.1016/j.oneear.2020.09.010), wie verschiedene Interessengruppen mit viel Expertise zusammenarbeiten können, um Monitoring zu stärken und damit einem weiteren Artenrückgang entgegenzuwirken.

Quelle: iDiv

Eine hohe Intensität in der Land- und Forstwirtschaft untergräbt die biologische Vielfalt und den Nutzen, den Menschen aus Ökosystemen ziehen können. Eine internationale Studie unter Leitung des Helmholtz-Zentrums für Umweltforschung (UFZ), des Deutschen Zentrums für integrative Biodiversitätsforschung (iDiv) und der Universität Bern zeigt erstmals, wie die Intensität der Landnutzung die Wechselwirkungen zwischen drei Ökosystem-Eigenschaften beeinflusst: Biodiversität, Funktionen von Ökosystemen sowie deren Leistungen für die Menschen. Die Studie wurde in PNAS (DOI: https://doi.org/10.1073/pnas.2016210117) veröffentlicht.

Quelle: Uni Bern