Wochenchronik: Pflanzenforschung und Botanik #49 (2020)

Forschende haben erstmals die Abfolge der molekularen Ereignisse nachvollzogen, die einen inaktiven pflanzlichen Immunrezeptor aktivieren und so den Tod der Wirtszelle vermitteln. Die als Nukleotid-bindende/Leucin-reiche Wiederholungsproteine (NLR-Proteine) bezeichneten Immunrezeptoren wappnen in Zellen gegen den Angriff von Krankheitserregern. Die aus mehreren Modulen bestehenden Moleküle lösen die Immunreaktion der Pflanze aus, sie aktivieren die Rezeptoren, Resistenz und Zelltodwege, um die Infektion zu begrenzen. Basierend auf unterschiedlichen Struktur- und Signalmerkmalen werden pflanzliche NLRs in zwei Hauptklassen eingeteilt: solche, die Coiled-coiled (CC)-Module (CNL-Proteine) enthalten, und solche, die Toll/Interleukin-1-Rezeptor/Resistenz (TIR)-Module (TNL-Proteine) enthalten. Im Fachmagazin Science (https://science.sciencemag.org/content/370/6521/eabe3069.abstract) schildert das Forschungsteam um Humboldt-Professor Jijie Chai von der Universität zu Köln mit der MPIPZ Forschungsgruppenleiterin Jane Parker und dem Leiter des MPIPZ, Paul Schulze-Lefert, wie der TNL-Typ NLR Rezeptor von Peronospora parasitica 1 (RPP1)  Arabidopsis-Pflanzen vor einer Infektion durch den Pilz Hyaloperonospora arabidopsidis (Hpa) schützt. Wie sie schreiben, ähneln die oligomeren Konfigurationen, die aktive RPP1 und Roq1 annehmen, den induzierten oligomeren Gerüsten anderer NLR-Rezeptorproteine von Pflanzen und Säugetieren, einschließlich menschlicher Rezeptoren des angeborenen Immunsystems. Dies legt nahe, dass diese Rezeptoren auf einem gemeinsamen Strukturprinzip beruhen, um intrazelluläre Immunsignale und den Zelltod in verschiedenen Reichen des Lebens auszulösen.

Quelle: Uni Köln

Obwohl globale Bemühungen um den Mangrovenschutz und Wiederaufforstungsprojekte teilweise Erfolge erzielen und die weltweite Verlustrate der Mangroven in den vergangenen 30 Jahren von ein bis zwei Prozent auf weniger als 0,2 Prozent pro Jahr gesunken ist, blicken Forschende der Weltnaturschutzunion IUCN (International Union for Conservation of Nature) mit Sorge auf Massenanpflanzungen von Mangrovensetzlingen. Ihre Bedenken hat die Mangrove Specialist Group der IUCN jetzt in einem Positionspapier mit dem Titel Pause before you plant („Halte inne, bevor Du pflanzt“) zusammengefasst, mit dem sich das internationale Expertengremium an Entscheidungsträger in Politik, Nichtregierungsorganisationen (NGOs) und an die allgemeine Öffentlichkeit wendet. ZMT-Mangrovenökologe und IUCN-Mitglied Martin Zimmer erklärt den Hintergrund.

Quelle: ZMT

Neue Erkenntnisse über die Funktionsweise von Pflanzen und Innovationen für Pflanzenzüchtung, nachhaltiges Wirtschaften, Umweltschutz und Landwirtschaft sind die Ziele des Projekts Trace Metal Metabolism in Plants, kurz Plantmetals. Im Mittelpunkt stehen die zentralen Funktionen von Pflanzen im globalen Haushalt von Spurenelementen. Zu den 110 Partnern aus 30 Ländern gehört das Team des Lehrstuhls Molekulargenetik und Physiologie der Pflanzen der Ruhr-Universität Bochum (RUB) von Prof. Dr. Ute Krämer, die die wissenschaftliche Kommunikation des Projekts leitet. Auf großen landwirtschaftlichen Flächen weltweit verringern unzureichende bioverfügbare Konzentrationen von lebensnotwendigen Spurenelementen die Pflanzenproduktion und mindern den Nährwert von Lebensmitteln. „Letzteres trägt wesentlich zum sogenannten Hidden Hunger in wachsenden Teilen der Weltbevölkerung bei“, unterstreicht Ute Krämer. „Wir müssen besser verstehen, wie Pflanzen Metalle aufnehmen, transportieren, in ihren Zellen lagern und verwenden, und wie sie mit dem Mangel und dem Überschuss von Metallen umgehen“, erklärt Projektleiter Hendrik Küpper.

Quelle: RUB

Was passiert, wenn Pflanzen mit Schmerzmitteln behandelt werden, haben Forschende am Institute of Science and Technology (IST) Austria untersucht. Die getesteten rund 20 verschiedenen Schmerzmittel störten den Auxin-Fluss in den analysierten Arabidopsis-Keimlingen. Die Medikamente greifen in das gesamte Endomembransystem ein und beeinflussen so die Bewegung und den Transport von Substanzen innerhalb der Zellen. Darüberhainus beeinträchtigen sie die Dynamik des Cytoskeletts. Eine Gruppe von Schmerzmitteln, wie etwa Meclofenaminsäure und Flufenaminsäure, zielen direkt auf ein bestimmtes Protein: Dieses TWISTED DWARF1 genannte Protein führt infolge zu den beobachteten physiologischen und zellulären Veränderungen. Darüber hinaus konnten die Forschenden zeigen, dass nicht-steroidale Entzündungshemmer ähnlich wirken wie sogenannte Auxin-Transport-Inhibitoren – wichtige chemische Werkzeuge in der Zellbiologie, die den Auxin-Fluss stören. Ihre Ergebnisse publizierten Sie in der Fachzeitschrift Cell Reports (DOI: https://doi.org/10.1016/j.celrep.2020.108463).

Quelle: IST Austria