Actualia · Tagungsbericht

Workshop über Schwefel in der Pflanzenforschung

Am 12. International Plant Sulfur Workshop nahmen rund 60 Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler teil: ungefähr die Hälfte in Präsenz, die andere Hälfte schaltete sich online dazu. Der Workshop setzte die lange Tradition der Zusammenkünfte pflanzlicher Schwefelforschung an der Western University in London, Ontario, fort. Foto: Aga Pajak, AAFC

Mit einjähriger Verspätung fand der 12th International Plant Sulfur Workshop zwischen 15. und 17. Juli als Hybrid-Konferenz in Kanada statt. Ein großer Dank geht an die Deutsche Botanische Gesellschaft (DBG) und an das Cluster of Excellence on Plant Sciences (CEPLAS), durch deren Sponsoring die Teilnahme von fünf Doktorand*innen in Präsenz möglich war. Die Gastgebenden, Frédéric Marsolais und Hideki Takahashi, haben die technische Herausforderungen gemeistert und für eine reibungslose Koordination der live dargebotenen und online übertragenen Formate gesorgt. Co-Organisator, Professor Stanislav Kopriva, berichtet über dem Austausch zwischen Schwefelforscher*innen aus USA/Kanada, Asien und Europa.

Der Workshop war der 12. in einer Reihe von regelmäßigen Konferenzen zum pflanzlichen Schwefelstoffwechsel, die bis ins Jahr 1989 in Groningen zurückreichen. Er hat Wissenschaftler*innen aus der ganzen Welt zusammengebracht, die sich über die Biologie des Schwefelstoffwechsels auf molekularer, zellulärer, ganzer Pflanzen- und Ökosystem-Ebene ausgetauscht haben. Die Hauptthemen der Konferenz waren die Mechanismen der Koordination von Schwefelverfügbarkeit und -stoffwechsel mit Pflanzenwachstum, Entwicklung, und Stressreaktion, sowie Integration von Schwefel mit anderen Nährstoffen und Verbesserung des Schwefel Haushalts in Kulturpflanzen. Die 40 Vorträge und 4 Poster und die sich anschließenden Diskussionen haben eine Breite von Themen und wichtigen Fragen angesprochen und den neusten Stand der Forschung präsentiert.

Stoffwechsel, Regulation, und Translation

Die wissenschaftlichen Beiträge gaben einen Überblick über die vielfältigen Funktionen von Schwefel und verschiedenen Aspekten des Schwefelhaushalts in Pflanzen. Besonders wichtig und erfreulich war, dass einige Vorträge lang-bekannte Lücken in unserem Verständnis von Schwefel-Stoffwechsel schließen konnten. Dazu gehört die Entschlüsselung der Rolle von Gamma-glutamyl-Peptidase im Glutathion-Abbau, der Mechanismus des Recyclings von Schwefel von Glukosinolaten in Cystein unter Schwefel Mangel, oder der Einfluss von Änderungen in Methythioadenosin-Synthese. Ein Highlight dieser Vorträge war die Keynote von Andrew Hanson aus Florida, über das Suizid-Enzym in der Thiazol-Synthese, mit der das „teuerste“ Schwefel Atom in Pflanzen in Thiamin einbaut wird.

Eine Reihe den Vorträgen hat sich mit dem sogenanntem O-Acetylserin (OAS)-Cluster befasst, der vor mehr als 10 Jahren im Labor von Rainer Höfgen in Golm entdeckt wurde, und das jetzt ein Objekt eines DFG-finanziertes internationalen Forschungsvorhaben ist (siehe: https://gepris.dfg.de/gepris/projekt/426501900?context=projekt&task=showDetail&id=426501900&). Die sechs Gene, die den Cluster formieren, sind lange bekannt als stark induziert durch Schwefel Mangel. R. Höfgen und sein Team haben entdeckt, das die Gene auch direkt durch OAS, der Präkursor von Cystein, reguliert sind. Es wurden neue Erkenntnisse über Mechanismus der Regulation dieser Gene präsentiert sowie deren Funktion und neue Transkriptionsfaktoren, die den Schwefel-Stoffwechsel regulieren.

Die Redox Regulation war Thema mehrerer Beiträge: vor allem die Rolle von Redox Prozessen in Endoplasmatischem Retikulum für Abwehr von Stress, die Mechanismen und Funktion der Sulfurtransferasen, und eine neue Verbindung zwischen Glutaredoxin und Synthese der Liponsäure wurden diskutiert.

Schwefel ist ein essenzieller Nährstoff für Pflanzen und Menschen. Deshalb thematisierten mehrere Beiträge Schwefel in Kulturpflanzen und Landwirtschaft. Im Einklang mit dem großen Interesse der Pflanzenwissenschaft an der Mikrobiom-Forschung befassten sich mehrere Vorträge mit der Rolle von Schwefelverbindungen in Pflanzen-Mikroben-Interaktionen und der Schwefel-Dynamik im Boden. Insbesondere der Vortrag von Eve-Lyn Hinckley von der University of Colorado zeigte die Veränderungen der Schwefel-Verfügbarkeit im Boden in den letzten Jahrzehnten und die zunehmende Verwendung von Schwefel-Düngemitteln, was die Bedeutung der Forschung zur Schwefel-Nutzungseffizienz von Pflanzen betont. Dies wurde auch in zahlreichen Beiträgen zur Auswirkung von Schwefel-Mangel an Reis, Erbsen, Mais, oder Oliven betont. Auch Biofortifizierung zum Verbesserung der Nahrungsqualität war ein Thema einiger Präsentationen.

Fazit

Der Erfolg der Konferenz zeigte, wie aufschlussreich der Austausch von Forscher*innen von Grundlagen- und Angewandter Forschung sein kann. Die Bedeutung von Schwefel für die Landwirtschaft wurde eindrucksvoll geschildert. Die Breite der Themen und die Teilnahme neuer Forscher*innen im frühen Karrierestadium macht uns alle schon jetzt gespannt auf den 13. Workshop, der 2025 in Heidelberg stattfinden soll.

Für das organisatorische Team: Prof. Dr. Stanislav Kopriva, Universität zu Köln

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