Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Durchbruch für Reiswurzeln

15.11.2012
Wie sich Pflanzen bei Überflutungen schützen, ist eines der Forschungsgebiete von Professorin Margret Sauter von der Christian-Albrechts-Universität zu Kiel (CAU).
Die Expertin für Entwicklungsbiologie und Physiologie der Pflanzen ist jetzt gemeinsam mit Privatdozentin Dr. Bianka Steffens, Dr. Alexander Kovalev und Bionik-Professor Stanislav Gorb der Frage nachgegangen, wie sich Reispflanzen davor schützen, bei Überflutungen nicht zu ertrinken. Die Ergebnisse veröffentlichten sie in der aktuellen Ausgabe (August-Heft) des Fachjournals The Plant Cell.

Mit der Ausbildung oberirdischer Wurzeln lösen Reispflanzen unter anderem ihr Sauerstoffproblem auf gefluteten Ackerböden. Dabei machen sie sich einen genialen Trick zu eigen, mit dem die Pflanze verhindert, dass die Epidermis (die äußere Hülle der Pflanze) von der Wurzel zerrissen und die Durchbruchstelle ein Einfallstor für Bakterien wird. „Der Mechanismus besteht aus zwei Teilen“, erklärt Sauter.
„Ein Hormon sorgt dafür, dass ein programmierter Zelltod einsetzt und die Epidermis-Zellen absterben.“ Dieser Prozess müsse aber auf die Stelle begrenzt werden, an der die Wurzel auswächst. Deshalb sei die Wirkung des Hormons an ein weiteres Signal gekoppelt: „Der Druck durch die wachsende Seitenwurzel übernimmt diese Aufgabe und sagt dem Hormon, wo es aktiv werden soll“, so Sauter weiter. Nur die Kombination beider Signale öffnet der Wurzel den Weg.

Beweisen konnte Sauter ihre Ergebnisse mithilfe der Biomechanik. Professor Stanislav Gorb entwickelte mit seinem Team eigens eine „Druckanlage“, die den Druck durch eine wachsende Seitenwurzel simuliert. „Wird dieser Druck auf die Epidermis der Reispflanze ausgeübt, sterben an dieser Stelle die Epidermis-Zellen ab“, erklärt Gorb. Knifflig war es, die Stärke des Drucks herauszufinden. Aber auch dieser Aufgabe stellten sich die Kieler Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler erfolgreich.

Die Grundlagenforschung an Reispflanzen bringt Erkenntnisse über Eigenschutzmechanismen von Pflanzen. Sauter: „Wenn wir verstehen, wie sich bestimmte Pflanzen in Stresssituationen wie Überflutungen oder Trockenheit verhalten, können wir vielleicht irgendwann unseren heimischen Nutzpflanzen dieses Verhalten beibringen.“

Originalpublikation:
http://www.plantcell.org/content/24/8/3296.full
„Emerging Roots Alter Epidermal Cell Fate through Mechanical and Reactive Oxygen Species Signaling“, DOI: 10.1105/tpc.112.101790
The Plant Cell, Vol 24

Bilder stehen zum Download bereit:
http://www.uni-kiel.de/download/pm/2012/2012-336-1.jpg
Bildunterschrift: Die Seitenwurzel einer Reispflanze durchbricht die Epidermis. Durch Druck in Verbindung mit einem Hormon sterben die Epidermis-Zellen an der Durchbruchstelle ab und machen den Weg für die Wurzel frei.
Copyright: CAU

http://www.uni-kiel.de/download/pm/2012/2012-336-2.jpg
Bildunterschrift: Unter dem simulierten Druck einer entstehenden Seitenwurzel reagiert die Reispflanze mit lokalem, programmiertem Zelltod.
Copyright: CAU

http://www.uni-kiel.de/download/pm/2012/2012-336-3.gif
Bildunterschrift: Elektromikroskopische Aufnahme der entstehenden Seitenwurzeln in der Reispflanze.

Unter dem simulierten Druck einer entstehenden Seitenwurzel reagiert die Reispflanze mit lokalem, programmiertem Zelltod.
Copyright: CAU

Copyright: CAU

Dr. Boris Pawlowski | idw
Weitere Informationen:
http://www.uni-kiel.de/aktuell/pm/2012/2012-336-reiswurzeln.shtml

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Agrar- Forstwissenschaften:

nachricht Sturmwarnung: 150 Jahre Schäden im Schweizer Wald
21.09.2016 | Eidgenössische Forschungsanstalt für Wald, Schnee und Landschaft WSL

nachricht Das Rätsel der Monodominanz - Wie im Regenwald natürliche Monokulturen entstehen
06.09.2016 | Deutsches Zentrum für integrative Biodiversitätsforschung (iDiv) Halle-Jena-Leipzig

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Agrar- Forstwissenschaften >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: First-Ever 3D Printed Excavator Project Advances Large-Scale Additive Manufacturing R&D

Heavy construction machinery is the focus of Oak Ridge National Laboratory’s latest advance in additive manufacturing research. With industry partners and university students, ORNL researchers are designing and producing the world’s first 3D printed excavator, a prototype that will leverage large-scale AM technologies and explore the feasibility of printing with metal alloys.

Increasing the size and speed of metal-based 3D printing techniques, using low-cost alloys like steel and aluminum, could create new industrial applications...

Im Focus: Zielsichere Roboter im Mikromaßstab

Dank einer halbseitigen Beschichtung mit Kohlenstoff lassen sich Mikroschwimmer durch Licht antreiben und steuern

Manche Bakterien zieht es zum Licht, andere in die Dunkelheit. Den einen ermöglicht dieses phototaktische Verhalten, die Sonnenenergie möglichst effizient für...

Im Focus: Experimentalphysik - Protonenstrahlung nach explosiver Vorarbeit

LMU-Physiker haben mit Nanopartikeln und Laserlicht Protonenstrahlung produziert. Sie könnte künftig neue Wege in der Strahlungsmedizin eröffnen und bei der Tumorbekämpfung helfen.

Stark gebündeltes Licht entwickelt eine enorme Kraft. Ein Team um Professor Jörg Schreiber vom Lehrstuhl für Experimentalphysik - Medizinische Physik der LMU...

Im Focus: Der perfekte Sonnensturm

Ein geomagnetischer Sturm hat sich als Glücksfall für die Wissenschaft erwiesen. Jahrzehnte rätselte die Forschung, wie hoch energetische Partikel, die auf die Magnetosphäre der Erde treffen, wieder verschwinden. Jetzt hat Yuri Shprits vom Deutschen GeoForschungsZentrum GFZ und der Universität Potsdam mit einem internationalen Team eine Erklärung gefunden: Entscheidend für den Verlust an Teilchen ist, wie schnell die Partikel sind. Shprits: „Das hilft uns auch, Prozesse auf der Sonne, auf anderen Planeten und sogar in fernen Galaxien zu verstehen.“ Er fügt hinzu: „Die Studie wird uns überdies helfen, das ‚Weltraumwetter‘ besser vorherzusagen und damit wertvolle Satelliten zu schützen.“

Ein geomagnetischer Sturm am 17. Januar 2013 hat sich als Glücksfall für die Wissenschaft erwiesen. Der Sonnensturm ermöglichte einzigartige Beobachtungen, die...

Im Focus: New welding process joins dissimilar sheets better

Friction stir welding is a still-young and thus often unfamiliar pressure welding process for joining flat components and semi-finished components made of light metals.
Scientists at the University of Stuttgart have now developed two new process variants that will considerably expand the areas of application for friction stir welding.
Technologie-Lizenz-Büro (TLB) GmbH supports the University of Stuttgart in patenting and marketing its innovations.

Friction stir welding is a still-young and thus often unfamiliar pressure welding process for joining flat components and semi-finished components made of...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Smart Glasses Experience Day

30.09.2016 | Veranstaltungen

Einzug von Industrie 4.0 und Digitalisierung im Südwesten - Innovationstag der SmartFactoryKL

30.09.2016 | Veranstaltungen

"Physics of Cancer" - Forscher diskutieren über biomechanische Eigenschaften von Krebszellen

30.09.2016 | Veranstaltungen

 
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Smart Glasses Experience Day

30.09.2016 | Veranstaltungsnachrichten

Materialkompetenz für den Leichtbau: Fraunhofer IMWS präsentiert neue Lösungen auf der K-Messe

30.09.2016 | Messenachrichten

Vom Rollstuhl auf das Liegerad – Mit Funktioneller Elektrostimulation zum Cybathlon

30.09.2016 | Energie und Elektrotechnik