Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Jasmonatstoffwechsel im Fokus: Neuer Angriffspunkt zur genetischen Resistenzverbesserung

04.06.2013
Jasmonate steuern die Immunabwehr, aber auch die pflanzliche Entwicklung. Daher schien ein gezielter Eingriff in den Jasmonatstoffwechsel bisher nicht möglich, wenn es darum ging, die Abwehr von Pflanzen zu verbessern. Das könnte sich nun ändern.

Wenn wir von Insekten belästigt werden, greifen wir zur Fliegenklatsche oder suchen das Weite. Diese Optionen haben Pflanzen nicht. Fest verwurzelt an ihrem Standort haben sie jedoch andere Mechanismen entwickelt, sich gegen Krankheitserreger und Schädlinge zu wehren. Jasmonate sind Pflanzenhormone, die diesem Prozess eine wichtige Rolle spielen.


Jasmonate spielen bei der pflanzlichen Verteidigung gegen Fraßfeinde und Pflanzenschädlinge eine wichtige Rolle.
Quelle: © iStockphoto.com/ pkruger

Ihr Name ist von der Pflanze Jasmin abgeleitet, in welcher sie erstmals entdeckt wurden. Jasmonate sind zyklische Fettsäurenderivate, die in ihrer Struktur den tierischen Prostaglandinen ähneln. Aber nicht nur bei Abwehrreaktionen sind Jasmonate von Bedeutung. Sie steuern auch das pflanzliche Wachstum und die Entwicklung von Pflanzen. Dieser Umstand erschwert es Wissenschaftlern, in den Stoffwechselweg der Jasmonate einzugreifen, um die Resistenz von Pflanzen gegenüber Pathogenen zu erhöhen. Denn dabei würden sie höchstwahrscheinlich auch wichtige Wachstums- und/oder Entwicklungsprozesse stören.

Nun haben Forscher ein Gen im Stoffwechselweg der Jasmonate entdeckt, das zwar die Abwehrmechanismen der Pflanze steuert, offenbar aber keine Rolle bei Wachstumsprozessen zu spielen scheint. „Ein idealer Angriffspunkt, um die Abwehr von Pflanzen gegenüber Insekten und Pathogenen zu stärken“, schreiben die Wissenschaftler.

JAV1 an pflanzlicher Entwicklung offenbar unbeteiligt

Wissenschaftler der Tsinghua Universität in Peking, China, stießen auf das JAV1-Gen, indem sie in der Modellpflanze Arabidopsis thaliana verschiedene Gene im Stoffwechselweg der Jasmonate mit Hilfe der RNA-Interferenz (RNAi) stilllegten. Dann führten sie ein genetisches Screening an etwa 20.000 so generierten transgenen Pflanzen durch und prüften, welche davon sich besonders gut gegen eine Pathogeninfektion wehren konnten. Das war bei Pflanzen, in denen das JAV1-Gen nicht aktiv war, der Fall. Und auch einen anderen Umstand beobachteten die Forscher: Bei ausgeschaltetem JAV1-Gen verstärkten die Pflanzen zwar ihre Jasmonat-gesteuerte Abwehrreaktion gegenüber Pathogenen und Insekten signifikant, die Jasmonat-gesteuerten Entwicklungsprozesse liefen jedoch nahezu unverändert weiter.

Keine homologen Gene in Prokaryoten und Tieren

Nach einer Attacke von Krankheitserregern oder anderen Angreifern sammeln sich normalerweise zahlreiche Jasmonate in der Pflanze an. Diese sorgen für den Abbau des JAV1 Proteins über das 26S Proteasom, um die Immunabwehr in Gang zu bringen. Das Proteasom ist ein Proteinkomplex, der bei Eukaryoten im Cytoplasma und im Zellkern Proteine zu Fragmenten abbaut. Fehlt JAV1, haben andere Immunregulatoren freie Bahn, die wiederum das Immunsystem ankurbeln und für eine verstärkte Abwehr sorgen.

Eine Datenbank Analyse der Wissenschaftler zeigte, dass es keine homologen Gene zu JAV1 in Prokaryoten oder Tieren gibt. Es scheint sich dabei um ein pflanzenspezifisches Gen zu handeln.

„Durch unsere Entdeckung des JAV1 Gens können wir sowohl die Resistenz gegen Krankheitserreger als auch gegen Fressfeinde in Pflanzen verbessern, indem wir den Stoffwechselweg der Jasmonate beeinflussen”, schreiben die Wissenschaftler. Das sei sowohl von wissenschaftlicher als auch von landwirtschaftlicher Bedeutung.
Quelle:

Hu, P. et al. (2013): JAV1 Controls Jasmonate-Regulated Plant Defense. In: Molecular Cell 50, 506–517, (23. Mai 2013), doi: org/10.1016/j.molcel.2013.04.027

Hu, P. et al. | Pflanzenforschung.de
Weitere Informationen:
http://www.pflanzenforschung.de/index.php?cID=8957

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Der erste Blick auf ein einzelnes Protein
18.01.2017 | Max-Planck-Institut für Festkörperforschung, Stuttgart

nachricht Unterschiedliche Rekombinationsraten halten besonders egoistische Gene im Zaum
18.01.2017 | Max-Planck-Institut für Evolutionsbiologie, Plön

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: Textiler Hochwasserschutz erhöht Sicherheit

Wissenschaftler der TU Chemnitz präsentieren im Februar und März 2017 ein neues temporäres System zum Schutz gegen Hochwasser auf Baumessen in Chemnitz und Dresden

Auch die jüngsten Hochwasserereignisse zeigen, dass vielerorts das natürliche Rückhaltepotential von Uferbereichen schnell erschöpft ist und angrenzende...

Im Focus: Wie Darmbakterien krank machen

HZI-Forscher entschlüsseln Infektionsmechanismen von Yersinien und Immunantworten des Wirts

Yersinien verursachen schwere Darminfektionen. Um ihre Infektionsmechanismen besser zu verstehen, werden Studien mit dem Modellorganismus Yersinia...

Im Focus: How gut bacteria can make us ill

HZI researchers decipher infection mechanisms of Yersinia and immune responses of the host

Yersiniae cause severe intestinal infections. Studies using Yersinia pseudotuberculosis as a model organism aim to elucidate the infection mechanisms of these...

Im Focus: Interfacial Superconductivity: Magnetic and superconducting order revealed simultaneously

Researchers from the University of Hamburg in Germany, in collaboration with colleagues from the University of Aarhus in Denmark, have synthesized a new superconducting material by growing a few layers of an antiferromagnetic transition-metal chalcogenide on a bismuth-based topological insulator, both being non-superconducting materials.

While superconductivity and magnetism are generally believed to be mutually exclusive, surprisingly, in this new material, superconducting correlations...

Im Focus: Erforschung von Elementarteilchen in Materialien

Laseranregung von Semimetallen ermöglicht die Erzeugung neuartiger Quasiteilchen in Festkörpersystemen sowie ultraschnelle Schaltung zwischen verschiedenen Zuständen.

Die Untersuchung der Eigenschaften fundamentaler Teilchen in Festkörpersystemen ist ein vielversprechender Ansatz für die Quantenfeldtheorie. Quasiteilchen...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Künftige Rohstoffexperten aus aller Welt in Freiberg zur Winterschule

18.01.2017 | Veranstaltungen

Bundesweiter Astronomietag am 25. März 2017

17.01.2017 | Veranstaltungen

Über intelligente IT-Systeme und große Datenberge

17.01.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Der erste Blick auf ein einzelnes Protein

18.01.2017 | Biowissenschaften Chemie

Das menschliche Hirn wächst länger und funktionsspezifischer als gedacht

18.01.2017 | Biowissenschaften Chemie

Zur Sicherheit: Rettungsautos unterbrechen Radio

18.01.2017 | Verkehr Logistik