Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Pappel-Protein soll Holzqualität aufpeppen

27.12.2005


Würzburger Forscher in der Dezember-Ausgabe von "Planta":


Kalium-Kanäle kommen im Pappelholz unter anderem in denjenigen Strahlzellen vor, die direkt an ein Holzgefäß angrenzen. Sie befinden sich hier ausschließlich an der Zellseite, die dem Gefäß zugewandt ist. In A wurden die Kanäle durch fluoreszierende Antikörper gelb markiert; B zeigt eine normale Mikroskopaufnahme. Bild: Matthias Arend u.a.



Pappeln gehören zu den schnell wachsenden Gehölzen: Sie können in nur einem Jahr ganze vier Meter höher werden. An diesen Bäumen erforschen Würzburger Wissenschaftler das Wachstum des Holzes - und haben dabei auch eine Vision, die für die Holzwirtschaft interessant ist: Möglicherweise lassen sich Pappeln so verändern, dass sie genau so schnell wachsen wie gewohnt, aber wesentlich festeres und somit wertvolleres Holz bilden.



Noch gehört die raschwüchsige Hartholz-Pappel in den Bereich der Zukunftsmusik. Doch die Forscher am Julius-von-Sachs-Institut für Biowissenschaften der Uni Würzburg haben schon eine klare Vorstellung, wie sich ein solcher Baum vielleicht züchten lässt. Darüber berichten sie mit Kollegen aus München in der jüngsten Ausgabe des Fachjournals "Planta".

Am Lehrstuhl für Molekulare Pflanzenphysiologie und Biophysik dreht sich unter der Leitung von Professor Rainer Hedrich im Arbeitskreis von Peter Ache alles um die molekularen Grundlagen des Holzwachstums und um die damit verbundenen Wege zur Verbesserung des Werkstoffs Holz. Erstaunlich: "Diesem Thema hat die Forschung bisher nur wenig Aufmerksamkeit geschenkt", sagen die Pflanzenwissenschaftler.

Es ist also Pionierarbeit, die in Würzburg geleistet wird. Vor zwei Jahren haben Hedrich und Ache mit ihrem Team erstmals beschrieben, dass bestimmte Proteine, die so genannten Kalium-Kanäle, für das Holzwachstum ausschlaggebend sind. Im Normalfall sorgen sie dafür, dass der wichtige Nährstoff Kalium in der Pflanze einem kontrollierten Transport unterliegt.

Die Forscher ließen Pappeln heranwachsen, denen zu wenig Kalium zur Verfügung stand. Daraufhin blieben die Fasern und Gefäße des Holzes sowie die Zone der Holzbildung im Stamm kleiner und kompakter als normal. Dieselben Symptome stellten sich ein, wenn abgeschnittene Äste mit einem Stoff behandelt wurden, der die Kalium-Kanäle blockiert. Somit war klar, dass das Holzwachstum sowohl von Kalium als auch von Kalium-Kanälen abhängt.

Jetzt haben die Wissenschaftler unter den verschiedenen Kalium-Kanälen, die es bei Pflanzen gibt, eine ganz spezielle Sorte gefunden. Diese Kanäle kommen bei der Pappel in den so genannten Strahlzellen des Holzes vor. Dort sorgen sie im Herbst für den Transport des Kaliums in das Holz. Im Verlauf des Holzwachstums sterben die Holzfasern langsam ab. Dieser Prozess wird vermutlich ebenfalls durch die beschriebenen Kanäle gesteuert, indem diese überschüssiges Kalium abgeben. Bei der Pappel findet sich diese Kanalsorte in so großen Mengen, dass den Würzburgern nun eine Premiere gelungen ist: Sie konnten erstmals Kalium-Kanäle im Gewebe eines Baums sichtbar machen - mit Hilfe fluoreszenzmarkierter Antikörper.

Die Kanäle bieten den Ansatzpunkt, um das Holz der Pappel aufzupeppen. "Wenn wir die Bäume genetisch so optimieren können, dass sie diese Kalium-Kanäle in verstärktem Ausmaß produzieren, dann wachsen sie womöglich genau so schnell, liefern aber wegen des früheren Absterbens der Faserzellen feinporigeres, festeres Holz", so die Prognose von Peter Ache. Wirtschaftlich wäre das nicht uninteressant, denn als nachwachsendem Rohstoff und Energieträger könnte Holz in Zukunft mehr Bedeutung erlangen. Weltweit beträgt der jährliche Pro-Kopf-Verbrauch an Holz derzeit etwa 0,66 Kubikmeter, über die Hälfte davon wird als Brennholz genutzt.

In einem Projekt, das von der Deutschen Forschungsgemeinschaft finanziell gefördert wird, wollen Hedrich und Ache nun weitere molekularbiologische, zellbiologische und elektrophysiologische Untersuchungen anstellen. Was geschieht im Verlauf der Holzbildung, wenn sich die Nährstoffversorgung der Pappeln ändert? Was passiert bei zu großer Kälte oder Trockenheit? Welchen Einfluss haben Pflanzenhormone auf die Kanäle in der Phase der Holzbildung? Bei diesen Arbeiten wollen die Forscher aus der Pappel weitere Gene isolieren, die für die Entwicklung der Holz bildenden Zellen wichtig sind.

Weitere Informationen: Dr. Peter Ache, T (0931) 888-6103, Fax (0931) 888-6158, E-Mail: ache@botanik.uni-wuerzburg.de

Matthias Arend, Andrea Stinzing, Christa Wind, Katharina Langer, Andreas Latz, Peter Ache, Jörg Fromm, Rainer Hedrich: "Polar-localised poplar K+ channel capable of controlling electrical properties of wood-forming cells". Planta 223, Dezember 2005, Seiten 140-148. DOI: 10.1007/s00425-005-0122-y

Die Pappel - Modellbaum der Pflanzenwissenschaft

Warum forschen die Würzburger Wissenschaftler ausgerechnet an der Pappel? Dieser Baum ist in den vergangenen Jahren zu dem Modellsystem für Holz bildende Pflanzen schlechthin geworden. Die Pappel hat - für einen Baum - ein relativ kleines Genom, wächst schnell und lässt sich leicht genetisch optimieren. Außerdem wurde ihr Erbgut sequenziert - das Ergebnis liegt seit Herbst 2004 vor.

Robert Emmerich | idw
Weitere Informationen:
http://www.uni-wuerzburg.de

Weitere Berichte zu: Ache Holzwachstum Kalium Kalium-Kanäle Pappel

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Kupferhydroxid-Nanopartikel schützen vor toxischen Sauerstoffradikalen im Zigarettenrauch
30.03.2017 | Johannes Gutenberg-Universität Mainz

nachricht Nierentransplantationen: Weisse Blutzellen kontrollieren Virusvermehrung
30.03.2017 | Universität Basel

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Biowissenschaften Chemie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Atome rennen sehen - Phasenübergang live beobachtet

Ein Wimpernschlag ist unendlich lang dagegen – innerhalb von 350 Billiardsteln einer Sekunde arrangieren sich die Atome neu. Das renommierte Fachmagazin Nature berichtet in seiner aktuellen Ausgabe*: Wissenschaftler vom Center for Nanointegration (CENIDE) der Universität Duisburg-Essen (UDE) haben die Bewegungen eines eindimensionalen Materials erstmals live verfolgen können. Dazu arbeiteten sie mit Kollegen der Universität Paderborn zusammen. Die Forscher fanden heraus, dass die Beschleunigung der Atome jeden Porsche stehenlässt.

Egal wie klein sie sind, die uns im Alltag umgebenden Dinge sind dreidimensional: Salzkristalle, Pollen, Staub. Selbst Alufolie hat eine gewisse Dicke. Das...

Im Focus: Kleinstmagnete für zukünftige Datenspeicher

Ein internationales Forscherteam unter der Leitung von Chemikern der ETH Zürich hat eine neue Methode entwickelt, um eine Oberfläche mit einzelnen magnetisierbaren Atomen zu bestücken. Interessant ist dies insbesondere für die Entwicklung neuartiger winziger Datenträger.

Die Idee ist faszinierend: Auf kleinstem Platz könnten riesige Datenmengen gespeichert werden, wenn man für eine Informationseinheit (in der binären...

Im Focus: Quantenkommunikation: Wie man das Rauschen überlistet

Wie kann man Quanteninformation zuverlässig übertragen, wenn man in der Verbindungsleitung mit störendem Rauschen zu kämpfen hat? Uni Innsbruck und TU Wien präsentieren neue Lösungen.

Wir kommunizieren heute mit Hilfe von Funksignalen, wir schicken elektrische Impulse durch lange Leitungen – doch das könnte sich bald ändern. Derzeit wird...

Im Focus: Entwicklung miniaturisierter Lichtmikroskope - „ChipScope“ will ins Innere lebender Zellen blicken

Das Institut für Halbleitertechnik und das Institut für Physikalische und Theoretische Chemie, beide Mitglieder des Laboratory for Emerging Nanometrology (LENA), der Technischen Universität Braunschweig, sind Partner des kürzlich gestarteten EU-Forschungsprojektes ChipScope. Ziel ist es, ein neues, extrem kleines Lichtmikroskop zu entwickeln. Damit soll das Innere lebender Zellen in Echtzeit beobachtet werden können. Sieben Institute in fünf europäischen Ländern beteiligen sich über die nächsten vier Jahre an diesem technologisch anspruchsvollen Projekt.

Die zukünftigen Einsatzmöglichkeiten des neu zu entwickelnden und nur wenige Millimeter großen Mikroskops sind äußerst vielfältig. Die Projektpartner haben...

Im Focus: A Challenging European Research Project to Develop New Tiny Microscopes

The Institute of Semiconductor Technology and the Institute of Physical and Theoretical Chemistry, both members of the Laboratory for Emerging Nanometrology (LENA), at Technische Universität Braunschweig are partners in a new European research project entitled ChipScope, which aims to develop a completely new and extremely small optical microscope capable of observing the interior of living cells in real time. A consortium of 7 partners from 5 countries will tackle this issue with very ambitious objectives during a four-year research program.

To demonstrate the usefulness of this new scientific tool, at the end of the project the developed chip-sized microscope will be used to observe in real-time...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Industriearbeitskreis »Prozesskontrolle in der Lasermaterialbearbeitung ICPC« lädt nach Aachen ein

28.03.2017 | Veranstaltungen

Neue Methoden für zuverlässige Mikroelektronik: Internationale Experten treffen sich in Halle

28.03.2017 | Veranstaltungen

Wie Menschen wachsen

27.03.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Nierentransplantationen: Weisse Blutzellen kontrollieren Virusvermehrung

30.03.2017 | Biowissenschaften Chemie

Zuckerrübenschnitzel: der neue Rohstoff für Werkstoffe?

30.03.2017 | Materialwissenschaften

Integrating Light – Your Partner LZH: Das LZH auf der Hannover Messe 2017

30.03.2017 | HANNOVER MESSE