Elternstreit im Samenkorn – Schlüsselregulatoren, steuern elterliche Konflikte über die Ressourcenverteilung in Samen

Forscher des Max-Planck-Instituts für molekulare Pflanzenphysiologie haben molekulare Mechanismen entdeckt, welche die Samenentwicklung bei blühenden Pflanzen steuern. Die in der renommierten Fachzeitschrift „Nature Plants“ veröffentlichten Forschungsergebnisse zeigen, wie mütterliche Gene die Entwicklung des Endosperms regulieren, eines entscheidenden Gewebes in Samen, das den sich entwickelnden Pflanzenembryo ernährt und den Großteil der weltweiten Ernteerträge ausmacht.

Quelle: IDW Informationsdienst Wissenschaft

IPK-Forschungsteam deckt bisher unbekannten Mechanismus der Ährenbildung bei Gerste auf

Die Architektur der Blütenstände und die Produktivität der Pflanzen sind bei unseren wichtigsten Getreidearten oft eng miteinander verknüpft. Die genetischen Mechanismen, die die Entwicklung von Getreideblütenständen steuern, sind jedoch noch wenig bekannt. Ein internationales Forscherteam unter Leitung des IPK-Leibniz-Instituts hat nun einen Mechanismus aufgedeckt, durch den Entwicklungssignale, die von den Meristemgrenzen ausgehen, die Ährchenentwicklung regulieren und die Blütenstandsarchitektur bei Gerste sicherstellen. Die Ergebnisse wurden in der renommierten Fachzeitschrift „Current Biology“ veröffentlicht.

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Pflanzen beschränken den Einsatz von Tipp-Ex-Proteinen

Pflanzen verfügen über spezielle Korrektur-Moleküle, die Genabschriften nachträglich verändern können. Doch offensichtlich haben diese „Tipp-Ex-Proteine“ nicht in allen Bereichen der Zelle eine Arbeitserlaubnis. Stattdessen kommen sie ausschließlich in Chloroplasten und Mitochondrien zum Einsatz. Eine Studie der Universität Bonn erklärt nun, warum das so ist: Demnach würde der Korrekturmechanismus ansonsten auch fehlerfreie Abschriften verändern – mit fatalen Folgen für die Zelle. Die Ergebnisse sind jetzt in der Fachzeitschrift The Plant Journal erschienen.

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City Nature Challenge 2024 – Spitzenplatz für Berlin mit Knoblauchkröte und Wendehals

In Berlin haben dieses Jahr 355 Beobachter: innen bei der City Nature Challenge 2024 (CNC) teilgenommen. Wissenschaftler: innen als auch Naturinteressierte haben gemeinsam 17.944 Beobachtungen wildlebender Tiere, Pflanzen und Pilze auf die Plattform iNaturalist hochgeladen und dabei 2.304 Arten bestimmt. Das Exkursionsprogramm wurde vom Museum für Naturkunde Berlin initiiert und in Kooperation mit einer Vielzahl an Berliner Forschungseinrichtungen, Naturschutzverbänden und Akteuren der Umweltbildung umgesetzt. Weltweit wurden über 2,4 Millionen Beobachtungen erfasst. Mit diesem hohen Engagement leisten die CNC einen wertvollen Beitrag zum globalen Verständnis von biologischer Vielfalt.

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Wie Vater und Mutter… alles in einer Pflanze

Forschende züchten Tomatenpflanzen, die das vollständige Ebgut beider Elternpflanzen enthalten.

In einer neuen Studie unter der Leitung von Charles Underwood vom Max-Planck-Institut für Pflanzenzüchtungsforschung (MPIPZ) in Köln haben Forschende ein System zur Erzeugung klonaler Geschlechtszellen in Tomatenpflanzen entwickelt und diese zur Entwicklung der Genome der Nachkommen verwendet. Die Befruchtung einer klonalen Eizelle eines Elternteils durch ein klonales Spermium eines anderen Elternteils führte zu Pflanzen, die die vollständige genetische Information beider Elternteile enthielten. Die Studie wurde jetzt in Nature Genetics veröffentlicht.

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Bizarre Vorlieben: Monarchfalter-Raupen gieren nach giftiger Pflanzenmilch

Komplexer, als angenommen: im Gewächshaus der Uni Hohenheim schützen sich Monarchfalter-Raupen durch Pflanzen-Gift. Indem sie Gift-Pflanzen geradezu melken

Video zur Pressemitteilung: https://www.instagram.com/p/C6x1u6nLFY5/?next=%2F

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Neu entdeckte Symbiose aus Rhizobien und Kieselalgen löst großes Rätsel des Meeres

Forschende des Max-Planck-Instituts für Marine Mikrobiologie haben im Meer eine bisher unbekannte Partnerschaft zwischen einer Kieselalge und einem Bakterium gefunden, die für große Teile der Stickstofffixierung in weiten Ozeanregionen verantwortlich sein kann. Der neu beschriebene, bakterielle Symbiont ist eng verwandt mit stickstofffixierenden Rhizobien, die mit vielen Kulturpflanzen zusammenleben. Diese Entdeckung könnte neue Wege für die Entwicklung von stickstofffixierenden Pflanzen eröffnen.

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Systematische Testung natürlicher Öle an In-vitro-Hautmodellen

Seit einigen Jahren geht der Trend im Kosmetik- und Pflegebereich in Richtung Natürlichkeit, Nachhaltigkeit und Transparenz. Immer mehr Verbraucherinnen und Verbraucher lehnen Kosmetika mit Mineralöl-Derivaten und Silikonölen ab. Daher werden diese vermehrt durch pflanzliche Öle, Fette und Wachse ersetzt. Gemeinsam mit der Kneipp GmbH, einem Hersteller unter anderem von kosmetischen Produkten, erforscht das Fraunhofer-Translationszentrum für Regenerative Therapien TLZ-RT am Fraunhofer-Institut für Silicatforschung ISC erstmals systematisch die generelle, protektive und regenerative Wirkung von Pflanzenölen auf die Haut. Hierbei bedienen sie sich eines in vitro kultivierten 3D-Hautmodells.

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Erbgut von Sternalgen gibt Aufschluss über Ursprung der Pflanzen

Landpflanzen bedecken die Oberfläche unseres Planeten, sie sind unter, um und über uns. Sie bilden komplexe Körper mit einer Vielzahl von Organen, die sich wiederum aus einer Vielzahl von Zelltypen zusammensetzen. Die Grundlage dieser morphologischen Komplexität sind unter anderem komplizierte Netzwerke von Genen, deren koordinierte Wirkung die Pflanzenkörper durch verschiedene molekulare Mechanismen formt – seien es winzige Moosblättchen, emporragende Baumstämme, verborgene Wurzeln oder beindruckende Seerosenblüten.

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Mehr Pflanzen auf dem Speiseplan früher Jäger und Sammler

Lange Zeit ging man davon aus, dass Fleisch in der Ernährung der Jäger und Sammler vor dem Übergang zum Neolithikum eine wichtige Rolle spielte. Da es jedoch nur wenige gut erhaltene menschliche Überreste aus paläolithischen Fundstätten gibt, sind Informationen über die Ernährungsgewohnheiten der Menschen in der Zeit vor der Landwirtschaft rar. Eine neue Studie stellt diese Vorstellung nun in Frage und liefert überzeugende Isotopenbeweise dafür, dass frühe Jäger und Sammler aus Marokko vor 15.000 Jahren eine starke Vorliebe für pflanzliche Nahrung hatten.

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Durchbruch bei CRISPR/Cas: Optimierte Genschere erlaubt den stabilen Einbau von großen Genen

Großer Fortschritt an der CRISPR-Front. Wissenschaftlern des Leibniz-Instituts für Pflanzenbiochemie (IPB) ist es erstmals gelungen, sehr effizient große Gen-Abschnitte stabil und präzise in die DNA von höheren Pflanzen einzubauen. Dafür optimierten sie die Gen-Editierungsmethode CRISPR/Cas, die gemeinhin als Genschere bekannt ist. Das verbesserte CRISPR-Verfahren bietet sowohl für die Züchtung als auch für die Wissenschaft großartige Möglichkeiten der gezielten Veränderung des Erbguts von höheren Pflanzen. Die Studie wurde von Prof. Alain Tissier und Dr. Tom Schreiber geleitet und ist im renommierten Fachjournal Molecular Plant erschienen.

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Verdrehter Pollenschlauch macht unfruchtbar

Polyploide Pflanzen mit mehrfachen Chromosomensätzen sind salztolerant oder dürreresistent und erzielen oft höhere Erträge. Frisch gebildete polyploide Pflanzen sind jedoch oft steril oder nur vermindert fruchtbar und für die Züchtung resistenter Linien ungeeignet. Grund dafür ist, dass bei diesen Pflanzen der Pollenschlauch nicht korrekt wächst und deshalb die Befruchtung nicht stattfindet. Das Pollenschlauchwachstum wird zur Hauptsache von zwei Genen gesteuert, die für die Züchtung von Nutzpflanzen interessant sein könnten.

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Studie zeigt, wie Pflanzen das Klima in Europa beeinflussen

Das Klima reguliert das Pflanzenwachstum, aber das Klima wird auch von Pflanzen beeinflusst. Je nach Pflanzenmix haben Ökosysteme sogar einen starken Einfluss auf das Klima in Europa, wie eine Studie der Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg (MLU) im Journal „Global Change Biology“ zeigt. Die Forschenden verknüpften Satellitendaten mit rund 50.000 Vegetationsaufnahmen aus ganz Europa. Gut fünf Prozent der regionalen Klimaregulation lassen sich durch die Pflanzenvielfalt vor Ort erklären. Die Analyse zeigt zudem, dass die Effekte von vielen weiteren Faktoren abhängen. Pflanzen beeinflussen das Klima, indem sie Sonnenlicht reflektieren oder durch Verdunstung ihre Umgebung abkühlen.

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Vom Spleißen zum Überleben: Wie Pflanzen mit Stress umgehen

Forschungsteam aus Bielefeld untersucht veränderte Genexpression

Pflanzen sind vielen Einflüssen aus ihrer Umwelt ausgesetzt, die auf sie einwirken: Wie warm oder kalt ist es? Wie schattig oder sonnig ist der Standort? Wie trocken oder salzhaltig ist der Boden? „Wenn sich die Bedingungen auf ungünstige Weise verändern, können Pflanzen sich natürlich nicht einfach einen neuen Standort suchen“, sagt die Biotechnologin Dr. Julieta Mateos von der Fakultät für Biologie der Universität Bielefeld. Um mit solchen Herausforderungen umzugehen, können Pflanzen aber die Genexpression verändern, also den Prozess, bei dem Informationen, die in den Genen gespeichert sind, in Proteine umgesetzt werden.

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Feenkreise: Pflanzen-Wasserstress verursacht Namibias Löcher im Gras

Namibias berühmte Feenkreise sind geheimnisvolle kreisförmige Kahlstellen im trockenen Grasland am Rande der Namib-Wüste. Ihre Entstehung wird seit Jahrzehnten erforscht und in jüngster Zeit viel diskutiert. Mit umfangreicher Feldarbeit haben Forschende der Universität Göttingen und der Ben-Gurion-Universität (Israel) untersucht, wie frisch gekeimte Gräser im Feenkreis absterben. Ihre Ergebnisse zeigen, dass sie durch Wassermangel im Feenkreis verkümmern.

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Dreidimensionales Bild der Lebensgemeinschaften um Pflanzenwurzeln

Biologie: Veröffentlichung in Cell Host & Microbe

Tiere und Pflanzen bilden komplexe Lebensgemeinschaften mit Mikroorganismen, das sogenannte Mikrobiom. Ein Forschungsteam der Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf (HHU) und des Max-Planck-Instituts für Pflanzenzüchtungsforschung (MPIPZ) in Köln hat nun die dreidimensionale Struktur bei Pflanzenwurzeln untersucht. In der Fachzeitschrift Cell Host & Microbe berichten sie von unterschiedlichen räumlichen Zusammensetzungen, die sich auch auf den Stoffwechsel auswirken.

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Forscher der Universität Bayreuth entwickeln neues Verfahren zur Bewertung von Klimawandel-Risiken für Ökosysteme

Die Bayreuther Pflanzenökologen Prof. Dr. Steven Higgins und Dr. Timo Conradi plädieren dafür, die kommenden klimatischen Veränderungen aus der Sicht von Pflanzen zu interpretieren, um die Risiken des Klimawandels für Ökosysteme besser abschätzen zu können. Wenn Informationen über die physiologischen Reaktionen von Pflanzenarten auf veränderte Temperaturen, Bodenwassergehalte und atmosphärische CO2-Konzentrationen berücksichtigt werden, sind die Konsequenzen des Klimawandels für Ökosysteme besser vorhersagbar. Dies berichten sie in einem aktuellen Beitrag in der Fachzeitschrift „Nature Ecology & Evolution“.

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Hohe wirtschaftliche Schäden durch invasive Wasserpflanzen

Auf mehr als 32 Milliarden US-Dollar summierten sich zwischen 1975 und 2020 die bekannten Gesamtkosten invasiver Wasserpflanzen für die Weltwirtschaft. Das hat ein Team unter Leitung des Leibniz-Instituts für Gewässerökologie und Binnenfischerei (IGB) und des Institute for Global Food Security der irischen Queen’s University Belfast errechnet. Dabei waren die Kosten für invasive Pflanzen in Süßgewässern mit 65 Prozent wesentlich höher als in Brackwasser oder marinen Ökosystemen. Die Forschenden identifizierten auch die Regionen und Sektoren, die am stärksten von den Kosten betroffen waren, und listeten die zehn kostenintensivsten Wasserpflanzen auf.

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Biomolekulare Kondensate – Schaltzentralen für die pflanzliche Eisenversorgung

Botanik: Veröffentlichung im Journal of Cell Biology

Eisen ist ein Mikronährstoff für Pflanzen. Biologinnen und Biologen vom Institut für Botanik der Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf (HHU) beschreiben in einer Studie, die nun im Journal of Cell Biology erschien, dass sich regulatorische Proteine für die Eisenaufnahme im Zellkern besonders dynamisch verhalten, wenn die Zellen mit blauem Licht, einem wichtigen Signal für das Pflanzenwachstum, bestrahlt werden. Sie fanden, dass sich die zunächst homogen verteilten Proteine kurze Zeit nach der Bestrahlung eng aneinanderlegten und sich im Zellkern zu „biomolekularen Kondensaten“ vereinten.

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IPK-Team identifiziert Schlüsselprotein bei der Chromatin-Regulierung in Arabidopsis thaliana

Die Kernmatrix, eine Art von Stützgerüst für das Chromatin in eukaryotischen Zellen, ist eine seit Jahrzehnten bekannte Struktur. Wie sie den Chromatin-Status in Pflanzenkernen beeinflusst, war bisher weitgehend unklar. Ein internationales Forschungsteam unter Führung des IPK-Leibniz-Instituts hat nun erstmals die genomweite Verteilung von Regionen untersucht, die in Pflanzen durch die Kernmatrix verankert sind. Außerdem klärten die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler die besondere Rolle des Proteins AHL22 bei der Steuerung mehrerer Regulatoren auf. Ihre Ergebnisse wurden kürzlich in der Fachzeitschrift „Nature Communications“ veröffentlicht.

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Veränderung der zirkadianen Uhr passt Gerste an kurze Wachstumsperioden an

Botanik: Veröffentlichung in Plant Physiology

Damit Pflanzen zur richtigen Jahreszeit blühen, besitzen sie eine innere Uhr, mit der sie die Tageslichtlänge messen können. Biologinnen und Biologen der Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf (HHU) beschreiben in einer Studie in der Fachzeitschrift Plant Physiology, dass die Mutation eines bestimmten Gens den Blühzeitpunkt der Gerste nahezu unabhängig von der Tageslänge macht. Diese Mutation kann nützlich für die Züchtung von Sorten sein, die an veränderte Klimabedingungen mit relativ warmen Wintern und heißen, trockenen Sommern angepasst sind.

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Wie das Schaumkraut Sprengkraft aufbaut

Schotenfrüchte bewirken ihre eigene Explosion – Team der Universität Tübingen und des Max-Planck-Instituts für Pflanzenzüchtungsforschung entdeckt Mechanismus bei Pflanzen, der an einen Muskel erinnert

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IPK-Forscher liefern genetische Erklärungen für die schatteninduzierte Biomasseverteilung bei Weizen

Wie Pflanzen neugebildete Biomasse auf die einzelnen Organe verteilen, beeinflusst u.a. die Aufnahme von Nährstoffen, die Fortpflanzung und Wechselwirkungen zwischen Pflanzen eines Bestandes. Die genetischen Regulationen, die diese Reaktionen der Pflanzen auf die Umwelt steuern, sind aber bisher weitgehend unbekannt. Ein internationales Forscherteam unter Leitung des IPK Leibniz-Instituts untersuchte daher rekombinante Weizenlinien, die als Einzelpflanzen unter Sonnenlicht und simuliertem Schatten angebaut wurden. Ziel war es, Wechselwirkungen zwischen Genotyp und Umwelt bei der Verteilung der Biomasse auf Blätter, Stängel, Ähren und Körner zu untersuchen.

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Studie: Wie passen sich Pflanzen an kalte Umgebungstemperaturen und Frost an?

Pflanzen haben in der Regel einen festen Standort. Sie müssen anpassungsfähig sein, um auch bei herausfordernden Bedingungen zu überleben. Welche Strategien sie nutzen, um auf schnell wechselnde Umweltbedingungen optimal zu reagieren, untersuchen Forschende vom Fachgebiet Pflanzenphysiologie an der RPTU. Dabei haben sie einen neuen Meilenstein erreicht: Doktorandin Annalisa John hat in ihrer Forschungsarbeit anhand der Modellpflanze Acker-Schmalwand (Arabidopsis thaliana) entschlüsselt, welche zellulären Mechanismen die Pflanze nutzt, um sich an kalte Umgebungstemperaturen und Frost anzupassen. Die Ergebnisse der Studie sind in der renommierten Fachzeitschrift „The Plant Cell“ erschienen.

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Bielefelder Biotechnologen entschlüsseln Q10-Biosynthese

CeBiTec-Forschende mit Studie im Fachmagazin Molecular Cell

Das Coenzym Q10 ist für den menschlichen Stoffwechsel essenziell. Es ist mit Vitaminen verwandt – muss aber von gesunden Menschen nicht über die Nahrung aufgenommen werden, sondern wird vom Körper selbst produziert. Wie das Coenzym gebildet wird, war bisher nur für Bakterien bekannt. Für andere Zellen, zum Beispiel von Menschen oder Pflanzen, fehlte ein entscheidender Schritt. Wissenschaftlern des Centrums für Biotechnologie (CeBiTec) der Universität Bielefeld ist es gelungen, diese Lücke zu schließen.

Quelle: IDW Informationsdienst Wissenschaft