Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Hüftspeck für Ackerpflanzen: Forscher arbeiten daran, Nährstoffdepots in Pflanzen auszubauen

13.02.2007
nature online vom 11.02.07: Wissenschaftler der Universität Hohenheim entdecken Mechanismus, der die Nährstoffaufnahme in Pflanzen limitiert. Nun wollen sie Pflanzen züchten, die Nährstoffdepots für schlechte Zeiten anlegen

Pflanzen, die Nährstoffarmut überdauern oder Grundwasser gefährdende Stickstoff-Überschüsse einlagern: Dieser Zukunftsvision könnten Forscher der Universität Hohenheim ein Stück näher gerückt sein. Zusammen mit Forschern der Carnegie Institution in Stanford, USA, entschlüsselten sie erstmals den Mechanismus, mit dem Pflanzen - ähnlich wie das Völlegefühl des Menschen - die Nährstoffaufnahme bei Überangebot verweigern (www.nature.com).

Wird dieser Mechanismus außer Kraft gesetzt, ließen sich - so die Hoffnung der Forscher - vielleicht Pflanzen züchten, die Nährstoffdepots für schlechte Zeiten anlegen.

Wie eine Stopfgans sollen Pflanzen künftig auch dann Nährstoffe wie Stickstoff aufnehmen, wenn sie für den aktuellen Bedarf schon genug haben. "Bislang nehmen Ackerpflanzen nur soviel Nährstoffe auf, wie sie gerade brauchen. Bei Überangebot besteht die Gefahr, dass Nitrat ins Grundwasser gelangt und bei Nährstoffmangel ist die Pflanze schnell ausgehungert", erklärt Prof. Dr. Nicolaus von Wirén vom Fachgebiet Molekulare Pflanzenernährung der Universität Hohenheim.

Bei hungrigen Pflanzenzellen dienen tunnelförmige Proteine, die im Dreierpack in der Zellmembran sitzen, als Eingangstor für die Stickstoffform Ammonium in das Pflanzeninnere. Ist der Stickstoffhunger gestillt, sendet die Zelle ein Signalmolekül an einen Tunneleingang. Dabei reicht es - so die neue Erkenntnis der Forscher - nur eines der drei Tunnelproteine zu informieren: "Wir haben jetzt herausgefunden, dass diese drei Proteine wie eine Telefonkette arbeiten: "Das erste Protein, das informiert (phosphoryliert) wird, gibt die Nachricht an die zwei anderen weiter, damit der Tunnel geschlossen wird", meint Prof. von Wirén. In der Fachsprache nennt man diese Kettenreaktion "kooperative Regulation".

Für die Zelle ist dies ein rasch wirkender Schutzmechanismus: Denn ein Übermaß an Ammonium lässt die Pflanze eingehen. Nimmt sie aber eine ideale Menge auf, so wird der Ertrag in der Pflanzenproduktion hoch.

In einem weiteren Schritt ist es dem internationalen Team von Agrar- und Biowissenschaftlern gelungen, dieses pflanzliche Völlegefühl zu überwinden. "Wird der pflanzliche Schutzmechanismus ausgeschaltet, besteht die Hoffnung, ein bisschen mehr an diesem Nährstoff in die Zelle transportieren zu können", erläutert Prof. von Wirén. Hintergrund ist die Vorstellung, "dass Zellen größere Nährstoff-Depots anlegen, die sie bei Überangebot füllen und bei Bedarf entleeren können".

Für die Ackerpflanzen wäre eine gute Stickstoffeinlagerung in vielen Umweltsituationen von Vorteil: Einerseits gibt es der Pflanze die Möglichkeit, auch bei Sommertrockenheit gut über die Runden zu kommen. Denn ohne Regen können die Nährsalze im Boden nicht gelöst und von den Wurzeln aufgenommen werden. Doch auch bei zu viel Regen hilft die Nährstoffeinlagerung, weil Pflanzen dann unter Sauerstoffmangel leiden und keine Energie für die Nährstoffaufnahme aufbringen können. "Unser Ziel ist es, dass die Ackerpflanzen zu jeder Zeit gut ernährt sind und keinen Nährstoffmangel erleiden ", erklärt Prof. von Wirén.

Zusammen mit einem vierköpfigen internationalen Forscherteam arbeiten die Hohenheimer Forscher auf dem Gebiet der molekularen Pflanzenernährung. Die aktuellen Forschungsergebnisse sind ab dem 11. Februar 2007 online auf http://http:www.nature.com veröffentlicht.

Florian Klebs | idw
Weitere Informationen:
http://www.nature.com
http://www.nature.com/nature/journal/vaop/ncurrent/index.html

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Agrar- Forstwissenschaften:

nachricht Elefanten-Herpes: Super-Verbreiter gefährden Jungtiere
04.05.2017 | Universität Zürich

nachricht Wurmmittel für Weidetiere können die Keimung von Pflanzensamen beeinflussen
27.04.2017 | Universität Trier

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: Lässt sich mit Boten-RNA das Immunsystem gegen Staphylococcus aureus scharf schalten?

Staphylococcus aureus ist aufgrund häufiger Resistenzen gegenüber vielen Antibiotika ein gefürchteter Erreger (MRSA) insbesondere bei Krankenhaus-Infektionen. Forscher des Paul-Ehrlich-Instituts haben immunologische Prozesse identifiziert, die eine erfolgreiche körpereigene, gegen den Erreger gerichtete Abwehr verhindern. Die Forscher konnten zeigen, dass sich durch Übertragung von Protein oder Boten-RNA (mRNA, messenger RNA) des Erregers auf Immunzellen die Immunantwort in Richtung einer aktiven Erregerabwehr verschieben lässt. Dies könnte für die Entwicklung eines wirksamen Impfstoffs bedeutsam sein. Darüber berichtet PLOS Pathogens in seiner Online-Ausgabe vom 25.05.2017.

Staphylococcus aureus (S. aureus) ist ein Bakterium, das bei weit über der Hälfte der Erwachsenen Haut und Schleimhäute besiedelt und dabei normalerweise keine...

Im Focus: Can the immune system be boosted against Staphylococcus aureus by delivery of messenger RNA?

Staphylococcus aureus is a feared pathogen (MRSA, multi-resistant S. aureus) due to frequent resistances against many antibiotics, especially in hospital infections. Researchers at the Paul-Ehrlich-Institut have identified immunological processes that prevent a successful immune response directed against the pathogenic agent. The delivery of bacterial proteins with RNA adjuvant or messenger RNA (mRNA) into immune cells allows the re-direction of the immune response towards an active defense against S. aureus. This could be of significant importance for the development of an effective vaccine. PLOS Pathogens has published these research results online on 25 May 2017.

Staphylococcus aureus (S. aureus) is a bacterium that colonizes by far more than half of the skin and the mucosa of adults, usually without causing infections....

Im Focus: Orientierungslauf im Mikrokosmos

Physiker der Universität Würzburg können auf Knopfdruck einzelne Lichtteilchen erzeugen, die einander ähneln wie ein Ei dem anderen. Zwei neue Studien zeigen nun, welches Potenzial diese Methode hat.

Der Quantencomputer beflügelt seit Jahrzehnten die Phantasie der Wissenschaftler: Er beruht auf grundlegend anderen Phänomenen als ein herkömmlicher Rechner....

Im Focus: A quantum walk of photons

Physicists from the University of Würzburg are capable of generating identical looking single light particles at the push of a button. Two new studies now demonstrate the potential this method holds.

The quantum computer has fuelled the imagination of scientists for decades: It is based on fundamentally different phenomena than a conventional computer....

Im Focus: Tumult im trägen Elektronen-Dasein

Ein internationales Team von Physikern hat erstmals das Streuverhalten von Elektronen in einem nichtleitenden Material direkt beobachtet. Ihre Erkenntnisse könnten der Strahlungsmedizin zu Gute kommen.

Elektronen in nichtleitenden Materialien könnte man Trägheit nachsagen. In der Regel bleiben sie an ihren Plätzen, tief im Inneren eines solchen Atomverbunds....

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Meeresschutz im Fokus: Das IASS auf der UN-Ozean-Konferenz in New York vom 5.-9. Juni

24.05.2017 | Veranstaltungen

Diabetes Kongress in Hamburg beginnt heute: Rund 6000 Teilnehmer werden erwartet

24.05.2017 | Veranstaltungen

Wissensbuffet: „All you can eat – and learn”

24.05.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

DFG fördert 15 neue Sonderforschungsbereiche (SFB)

26.05.2017 | Förderungen Preise

Lässt sich mit Boten-RNA das Immunsystem gegen Staphylococcus aureus scharf schalten?

26.05.2017 | Biowissenschaften Chemie

Unglaublich formbar: Lesen lernen krempelt Gehirn selbst bei Erwachsenen tiefgreifend um

26.05.2017 | Gesellschaftswissenschaften