Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Forscher entschlüsseln, wie Pflanzen ihre Blätter abwerfen

09.12.2016

Wissenschaftler der Universität Hohenheim klären auf, wie Peptidhormone in Pflanzen gebildet werden. Sie bewirken den Abwurf von Pflanzenorganen.

Ohne sie gäbe es kein raschelndes Laub auf herbstlichem Boden: Peptidhormone heißen die Substanzen, die den Blattabwurf bewirken. Prof. Dr. Andreas Schaller, Pflanzenphysiologe an der Universität Hohenheim, hat nun mit seinem Team herausgefunden, wie diese Peptidhormone gebildet werden – und damit einen der grundlegenden Prozesse in der Pflanzenwelt aufgeklärt. Die Ergebnisse sind jetzt im Wissenschaftsmagazin „Science“ veröffentlicht: https://dx.doi.org/10.1126/science.aai8550.


Peptidhormone bewirken den Abwurf von Pflanzenorganen, ob Herbstlaub oder Blütenblätter nach der Bestäubung. Forscher der Universität Hohenheim klären auf, wie sie gebildet werden. | Bildquelle: Pixabay, CC0 Public Domain

Laubabwurf und Blutzuckerspiegel – zwei Dinge, die auf den ersten Blick nichts miteinander zu tun haben. Doch das täuscht: Beide Vorgänge werden durch Hormone mit Protein-Struktur, sogenannte Peptidhormone, reguliert. Beim Blutzucker ist dies das allgemein bekannte Insulin.

Dass Peptidhormone auch bei Pflanzen eine wichtige Rolle spielen, weiß man erst seit wenigen Jahren. „Sie sind etwa bei der Abwehr von Insekten von Bedeutung, und sie steuern Entwicklungsprozesse – wie zum Beispiel den Abwurf von Pflanzenorganen“, erklärt Prof. Dr. Andreas Schaller, Pflanzenphysiologe an der Universität Hohenheim.

Doch eine Frage war bis jetzt noch völlig offen: Wie die Pflanze solche Peptidhormone bildet. Diese Lücke konnte Prof. Dr. Schaller gemeinsam mit Dr. Annick Stintzi und seinen Mitarbeitern Katharina Schardon und Matthias Hohl nun schließen. Das renommierte Wissenschaftsjournal „Science“ hat die Forschungsergebnisse jetzt publiziert: https://dx.doi.org/10.1126/science.aai8550.

Acker-Schmalwand als Modellpflanze

Wenn die Pflanze Peptidhormone herstellt, bildet sie im ersten Schritt eine Vorstufe. „Das ist ein größeres Protein, aus dem das kleine Hormon anschließend herausgeschnitten wird“, erklärt Prof. Dr. Schaller. „Wir konnten klären, wie dieser Prozess funktioniert und welche Enzyme, auch Proteasen genannt, diese Proteinspaltung kontrollieren.“

Als Beispiel dient dem Forscherteam das Peptidhormon, das für den Abwurf von Pflanzen-Organen verantwortlich ist – der Laubblätter im Herbst ebenso wie der Blütenblätter nach der Bestäubung. Untersucht wurde die Frage an der Acker-Schmalwand Arabidopsis thaliana, die in der Forschung häufig als Modellpflanze fungiert.

Hemmstoff schaltet Proteasen aus

An dem Abwurf der Blütenblätter bei dieser Pflanze sind mehrere Proteasen beteiligt, die auch füreinander in die Bresche springen, wenn eine ausfällt. Deshalb müssen die Wissenschaftler alle Proteasen gleichzeitig hemmen, um ihre Funktion zu ermitteln. „Wir bringen die Pflanze dazu, selbst genau an der Blütenansatzstelle einen Hemmstoff zu bilden“, erläutert der Experte. „Und dafür nehmen wir einen anderen Organismus als Werkzeug.“

Ein Pilz, der Erreger der Kraut- und Knollenfäule der Kartoffel, ist dieses Werkzeug. Er ist in der Lage, den Hemmstoff zu bilden. Das dafür verantwortliche Gen schleust die Pflanzenphysiologen in die Acker-Schmalwand ein. Das Ergebnis: Die Pflanze wirft die Blütenblätter nicht mehr ab. „Daher wissen wir nun, dass die Proteasen für diesen Vorgang verantwortlich sind“, schlussfolgert Prof. Dr. Schaller.

Drei Proteasen bewirken Abwurf der Blütenblätter

Um die Proteasen noch genauer zu betrachten, isolieren die Forscher sie aus der Pflanze und testen im Labor, welche von ihnen das Peptid spalten kann. „Letztendlich sind es drei Proteasen, die für den Abwurf der Blütenblätter nötig sind“, berichtet der Forscher. „Es handelt sich um sogenannte Subtilasen, eng verwandt mit Substanzen, die in Waschmitteln gegen Proteinflecken zum Einsatz kommen.“

Dieser grundlegende Prozess dürfte in anderen Pflanzen auf ähnliche Art stattfinden, vermutet Prof. Dr. Schaller. „Und er ist von immenser Bedeutung in der Pflanzenwelt – sowohl für die Natur als auch für die Landwirtschaft."

Kontakt für Medien:
Prof. Dr. Andreas Schaller, Universität Hohenheim, Fachgebiet Physiologie und Biotechnologie der Pflanzen, T 0711 459 22197, E Andreas.Schaller@uni-hohenheim.de

Text: Elsner

Florian Klebs | idw - Informationsdienst Wissenschaft
Weitere Informationen:
http://www.uni-hohenheim.de/

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Antibiotikaresistente Erreger in Haushaltsgeräten
16.02.2018 | Hochschule Rhein-Waal

nachricht Stammbaum der Tagfalter erstmalig umfassend neu aufgestellt
16.02.2018 | Stiftung Zoologisches Forschungsmuseum Alexander Koenig, Leibniz-Institut für Biodiversität der Tiere

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: Erste integrierte Schaltkreise (IC) aus Plastik

Erstmals ist es einem Forscherteam am Max-Planck-Institut (MPI) für Polymerforschung in Mainz gelungen, einen integrierten Schaltkreis (IC) aus einer monomolekularen Schicht eines Halbleiterpolymers herzustellen. Dies erfolgte in einem sogenannten Bottom-Up-Ansatz durch einen selbstanordnenden Aufbau.

In diesem selbstanordnenden Aufbauprozess ordnen sich die Halbleiterpolymere als geordnete monomolekulare Schicht in einem Transistor an. Transistoren sind...

Im Focus: Quantenbits per Licht übertragen

Physiker aus Princeton, Konstanz und Maryland koppeln Quantenbits und Licht

Der Quantencomputer rückt näher: Neue Forschungsergebnisse zeigen das Potenzial von Licht als Medium, um Informationen zwischen sogenannten Quantenbits...

Im Focus: Demonstration of a single molecule piezoelectric effect

Breakthrough provides a new concept of the design of molecular motors, sensors and electricity generators at nanoscale

Researchers from the Institute of Organic Chemistry and Biochemistry of the CAS (IOCB Prague), Institute of Physics of the CAS (IP CAS) and Palacký University...

Im Focus: Das VLT der ESO arbeitet erstmals wie ein 16-Meter-Teleskop

Erstes Licht für das ESPRESSO-Instrument mit allen vier Hauptteleskopen

Das ESPRESSO-Instrument am Very Large Telescope der ESO in Chile hat zum ersten Mal das kombinierte Licht aller vier 8,2-Meter-Hauptteleskope nutzbar gemacht....

Im Focus: Neuer Quantenspeicher behält Information über Stunden

Information in einem Quantensystem abzuspeichern ist schwer, sie geht meist rasch verloren. An der TU Wien erzielte man nun ultralange Speicherzeiten mit winzigen Diamanten.

Mit Quantenteilchen kann man Information speichern und manipulieren – das ist die Basis für viele vielversprechende Technologien, vom hochsensiblen...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Auf der grünen Welle in die Zukunft des Mobilfunks

16.02.2018 | Veranstaltungen

Smart City: Interdisziplinäre Konferenz zu Solarenergie und Architektur

15.02.2018 | Veranstaltungen

Forschung für fruchtbare Böden / BonaRes-Konferenz 2018 versammelt internationale Bodenforscher

15.02.2018 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Erste integrierte Schaltkreise (IC) aus Plastik

17.02.2018 | Energie und Elektrotechnik

Stammbaum der Tagfalter erstmalig umfassend neu aufgestellt

16.02.2018 | Biowissenschaften Chemie

Neue Strategien zur Behandlung chronischer Nierenleiden kommen aus der Tierwelt

16.02.2018 | Biowissenschaften Chemie

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics