Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Biorhythmen von Pflanzen im Freiland erforschen - dank Förderung des Europäischen Forschungsrats

29.02.2012
Ian Baldwin, Direktor am Max-Planck-Institut für chemische Ökologie in Jena, erhält eine unter europäischen Forschern begehrte Förderung: den so genannten "Advanced Grant" des Europäischen Forschungsrates (European Research Council, ERC).

Aus Brüssel werden insgesamt 2,49 Millionen Euro zur Verfügung gestellt, um ein Projekt aus den Pflanzenwissenschaften mit der Kurzbezeichnung „Clockwork Green“ durchzuführen. Dazu werden neue Arbeitsplätze für Techniker und Wissenschaftler geschaffen.

Bei den geplanten ökologischen Feldstudien werden gentechnisch veränderte Pflanzen freigesetzt, deren innere Uhr nicht mehr im Einklang mit dem natürlichen Tag/Nachtrhythmus funktioniert. Die Versuche werden ausschließlich in den USA durchgeführt. Im Vergleich mit nicht veränderten Pflanzen ist es so möglich herauszufinden, welche genetischen und physiologischen Vorgänge - von der Samenkeimung bis zur Samenreife - von der inneren Uhr abhängig sind, damit Pflanzen in der Wildnis bestehen können.

Ökologische Effizienz braucht zeitliche Koordination

Leben und Sterben an gegebenen Standorten hängt davon ab, ob ein Organismus zur richtigen Zeit das richtige tut, oder in anderen Worten: Zeiteinteilung ist maßgeblich für das Überleben in der Natur. Biologen gehen inzwischen davon aus, dass alle Lebensformen eine zelluläre, innere Uhr besitzen. Bei vielen verschiedenen Spezies aus dem Reich der Pilze, Insekten, Pflanzen und auch beim Menschen ist ihr molekularer Mechanismus bereits sehr gut verstanden und man nimmt an, dass die "circadian clock" eine optimale Anpassung der Organismen an die jeweils herrschenden Umweltbedingungen ermöglicht - jedoch wurde dies noch nie in der freien Natur über mehrere Vegetationsperioden hinaus gezeigt.

Primärproduzent Pflanze

In den meisten terrestrischen Nahrungsketten stehen die Pflanzen am Anfang. Sie fangen die Sonnenenergie ein und produzieren Zucker, Stärke, Eiweiße und Fette, von denen das Leben aller nicht-photosynthetisch aktiven Lebensformen abhängt - sei es der Pilz, der die Blätter befällt, oder das Kaninchen, das seine vegetarische Mahlzeit zu sich nimmt. Tagesrhythmen von Pflanzen sind sehr gut erforscht: Blattbewegungen, Öffnen und Schließen der Spaltöffnungen und der photosynthetische Stoffwechsel werden durch die innere Uhr gesteuert. Auch Genexpression erfolgt in Pflanzen tagesrhythmisch - interessanterweise sind über 30% aller Pflanzengene (ein Pflanzengenom umfasst durchschnittlich 25000 Gene) unter tageszeitlicher Kontrolle. Die ökologische Bedeutung der meisten dieser Gene ist jedoch nicht bekannt. Welche Rolle spielen sie für Überleben und Fortpflanzung und wie entscheidend ist der tageszeitliche Verlauf ihrer Ausprägung?

Genau das soll im Projekt "Clockwork Green" herausgefunden werden. Transgene Tabakpflanzen werden zum Einsatz kommen, in denen die innere Uhr nicht mehr funktioniert, weil eines der vielen „Uhren-Gene“, beispielsweise NaTOC1, abgeschaltet wurde. Diese Pflanzen werden in ihrem natürlichen Biotop, dem Great Basin Desert in Utah, USA, freigesetzt, wo sie zusammen mit wildem, unverändertem Tabak aufwachsen. Untersucht werden alle Entwicklungsstufen: von der Samenkeimung bis zur Bildung neuer Samen in den Blüten. Hinzu kommt die Bestimmung verschiedener ökologischer Parameter, beispielsweise der Befallsdruck von Fraßfeinden, mikrobieller Pathogene und auch die Beobachtung des Verhaltens von Bestäubern. Parallel werden genetische und stoffwechselphysiologische Messungen an den "rhythmischen" und "arrhythmischen" Pflanzen vorgenommen. Auch werden transgene Pflanzen zum Einsatz kommen, bei denen die „Arrhythmie“ erst nach Blatt-, Spross oder Blütenbildung mittels Zugabe des chemischen Induktors Dexamethasone hervorgerufen wird. „Hier besteht eine gewisse Ähnlichkeit zu Stanley Kubricks Film „Clockwork Orange“, nur wird dort das abweichende Verhalten des Protagonisten durch Musik aus der 9. Sinfonie von Beethoven hervorgerufen“, so Ian Baldwin.

Die Ergebnisse werden zeigen, welche Gene durch die innere Uhr gesteuert werden und welche Gene für ein optimales Gedeihen der Pflanze nötig sind. Denkbar ist, dass es verschiedene Gene sind, die je nach Lebensabschnitt (Samenkeimung - Blattentwicklung - Blütenbildung - Bestäubung – Samenbildung) überlebenswichtige Funktionen übernehmen. Weil das "Timing" von Pflanzenwachstum auch in der Landwirtschaft eine große Rolle spielt - synchrone Keimung des Saatguts oder gleichmäßige Blüten- und Fruchtbildung beispielsweise bei Getreide, Mais oder Raps - könnte das Projekt auch aus Sicht der Pflanzenzüchtung und des Pflanzenschutzes wichtige Ergebnisse liefern.

Über den Europäischen Forschungsrat

Mit Beginn des 7. Forschungsrahmenprogramms der EU in 2007 nahm eine neue Institution ihre Arbeit auf: Der europäische Forschungsrat (European Research Council, ERC). Der ERC fördert gezielt Vorhaben aus der Grundlagenforschung, um Spielräume und die notwendige forscherische Freiheit zu schaffen, damit unbekanntes Terrain in Naturwissenschaft und Technik und auch in den Geisteswissenschaften erobert und erschlossen werden kann. Die einst von Max Planck geäußerte Einsicht, dass "dem Anwenden das Erkennen vorausgehen muss", ist bei den Überlegungen, europäische Wissenschaft grundlegend und vor allem großzügig zu fördern, maßgeblich mit eingeflossen. Insgesamt 7,5 Milliarden Euro stellt die EU-Kommission dem ERC zur Verfügung, die bis 2013 in die europäische Spitzenforschung fließen werden; das sind 15% der gesamten Forschungsförderung des 7. Rahmenprogramms. Wissenschaftler können bis zu 2,5 Millionen Euro für ihre Projekte erwarten, wenn das von ihnen beantragte Projekt von einem internationalen wissenschaftlichen Gremium als besonders förderungswürdig anerkannt wird. Dabei stehen die Exzellenz der Bewerber und die Originalität ihrer Forschungsvorhaben an erster Stelle. In diesem Jahr hatten 13% aller Bewerber Erfolg, nach Deutschland gingen 52 der begehrten ERC-Grants. [JWK]

Weitere Informationen:
Prof. Dr. Ian T. Baldwin, baldwin@ice.mpg.de, Tel. +49 3641 57 1101
Dr. Jan W. Kellmann, jkellmann@ice.mpg.de, Tel. +49 3641 57 1000
Bildmaterial:
Angela Overmeyer M.A., overmeyer@ice.mpg.de, Tel. +49 3641 57 2110,
oder per Download via http://www.ice.mpg.de/ext/735.html

Dr. Jan-Wolfhard Kellmann | Max-Planck-Institut
Weitere Informationen:
http://www.ice.mpg.de/ext/735.html
http://www.ice.mpg.de/ext/827.html

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Proteine entdecken, zählen, katalogisieren
28.06.2017 | Albert-Ludwigs-Universität Freiburg im Breisgau

nachricht Chemisches Profil von Ameisen passt sich bei Selektionsdruck rasch an
28.06.2017 | Johannes Gutenberg-Universität Mainz

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: Schnelles und umweltschonendes Laserstrukturieren von Werkzeugen zur Folienherstellung

Kosteneffizienz und hohe Produktivität ohne dabei die Umwelt zu belasten: Im EU-Projekt »PoLaRoll« entwickelt das Fraunhofer-Institut für Produktionstechnologie IPT aus Aachen gemeinsam mit dem Oberhausener Fraunhofer-Institut für Umwelt-, Sicherheit- und Energietechnik UMSICHT und sechs Industriepartnern ein Modul zur direkten Laser-Mikrostrukturierung in einem Rolle-zu-Rolle-Verfahren. Ziel ist es, mit Hilfe dieses Systems eine siebartige Metallfolie als Demonstrator zu fertigen, die zum Sonnenschutz von Glasfassaden verwendet wird: Durch ihre besondere Geometrie wird die Sonneneinstrahlung reduziert, woraus sich ein verminderter Energieaufwand für Kühlung und Belüftung ergibt.

Das Fraunhofer IPT ist im Projekt »PoLaRoll« für die Prozessentwicklung der Laserstrukturierung sowie für die Mess- und Systemtechnik zuständig. Von den...

Im Focus: Das Auto lernt vorauszudenken

Ein neues Christian Doppler Labor an der TU Wien beschäftigt sich mit der Regelung und Überwachung von Antriebssystemen – mit Unterstützung des Wissenschaftsministeriums und von AVL List.

Wer ein Auto fährt, trifft ständig Entscheidungen: Man gibt Gas, bremst und dreht am Lenkrad. Doch zusätzlich muss auch das Fahrzeug selbst ununterbrochen...

Im Focus: Vorbild Delfinhaut: Elastisches Material vermindert Reibungswiderstand bei Schiffen

Für eine elegante und ökonomische Fortbewegung im Wasser geben Delfine den Wissenschaftlern ein exzellentes Vorbild. Die flinken Säuger erzielen erstaunliche Schwimmleistungen, deren Ursachen einerseits in der Körperform und andererseits in den elastischen Eigenschaften ihrer Haut zu finden sind. Letzteres Phänomen ist bereits seit Mitte des vorigen Jahrhunderts bekannt, konnte aber bislang nicht erfolgreich auf technische Anwendungen übertragen werden. Experten des Fraunhofer IFAM und der HSVA GmbH haben nun gemeinsam mit zwei weiteren Forschungspartnern eine Oberflächenbeschichtung entwickelt, die ähnlich wie die Delfinhaut den Strömungswiderstand im Wasser messbar verringert.

Delfine haben eine glatte Haut mit einer darunter liegenden dicken, nachgiebigen Speckschicht. Diese speziellen Hauteigenschaften führen zu einer signifikanten...

Im Focus: Kaltes Wasser: Und es bewegt sich doch!

Bei minus 150 Grad Celsius flüssiges Wasser beobachten, das beherrschen Chemiker der Universität Innsbruck. Nun haben sie gemeinsam mit Forschern in Schweden und Deutschland experimentell nachgewiesen, dass zwei unterschiedliche Formen von Wasser existieren, die sich in Struktur und Dichte stark unterscheiden.

Die Wissenschaft sucht seit langem nach dem Grund, warum ausgerechnet Wasser das Molekül des Lebens ist. Mit ausgefeilten Techniken gelingt es Forschern am...

Im Focus: Hyperspektrale Bildgebung zur 100%-Inspektion von Oberflächen und Schichten

„Mehr sehen, als das Auge erlaubt“, das ist ein Anspruch, dem die Hyperspektrale Bildgebung (HSI) gerecht wird. Die neue Kameratechnologie ermöglicht, Licht nicht nur ortsaufgelöst, sondern simultan auch spektral aufgelöst aufzuzeichnen. Das bedeutet, dass zur Informationsgewinnung nicht nur herkömmlich drei spektrale Bänder (RGB), sondern bis zu eintausend genutzt werden.

Das Fraunhofer IWS Dresden entwickelt eine integrierte HSI-Lösung, die das Potenzial der HSI-Technologie in zuverlässige Hard- und Software überführt und für...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Marine Pilze – hervorragende Quellen für neue marine Wirkstoffe?

28.06.2017 | Veranstaltungen

Willkommen an Bord!

28.06.2017 | Veranstaltungen

Internationale Fachkonferenz IEEE ICDCM - Lokale Gleichstromnetze bereichern die Energieversorgung

27.06.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Proteine entdecken, zählen, katalogisieren

28.06.2017 | Biowissenschaften Chemie

Neue Scheinwerfer-Dimension: Volladaptive Lichtverteilung in Echtzeit

28.06.2017 | Automotive

Marine Pilze – hervorragende Quellen für neue marine Wirkstoffe?

28.06.2017 | Veranstaltungsnachrichten