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 In Hochleistungs-Mais sind mehr Gene aktiv
19.01.2018 | Rheinische Friedrich-Wilhelms-Universität Bonn

nachricht Warum es für Pflanzen gut sein kann auf Sex zu verzichten
19.01.2018 | Universität Wien

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: Maschinelles Lernen im Quantenlabor

Auf dem Weg zum intelligenten Labor präsentieren Physiker der Universitäten Innsbruck und Wien ein lernfähiges Programm, das eigenständig Quantenexperimente entwirft. In ersten Versuchen hat das System selbständig experimentelle Techniken (wieder)entdeckt, die heute in modernen quantenoptischen Labors Standard sind. Dies zeigt, dass Maschinen in Zukunft auch eine kreativ unterstützende Rolle in der Forschung einnehmen könnten.

In unseren Taschen stecken Smartphones, auf den Straßen fahren intelligente Autos, Experimente im Forschungslabor aber werden immer noch ausschließlich von...

Im Focus: Artificial agent designs quantum experiments

On the way to an intelligent laboratory, physicists from Innsbruck and Vienna present an artificial agent that autonomously designs quantum experiments. In initial experiments, the system has independently (re)discovered experimental techniques that are nowadays standard in modern quantum optical laboratories. This shows how machines could play a more creative role in research in the future.

We carry smartphones in our pockets, the streets are dotted with semi-autonomous cars, but in the research laboratory experiments are still being designed by...

Im Focus: Fliegen wird smarter – Kommunikationssystem LYRA im Lufthansa FlyingLab

• Prototypen-Test im Lufthansa FlyingLab
• LYRA Connect ist eine von drei ausgewählten Innovationen
• Bessere Kommunikation zwischen Kabinencrew und Passagieren

Die Zukunft des Fliegens beginnt jetzt: Mehrere Monate haben die Finalisten des Mode- und Technologiewettbewerbs „Telekom Fashion Fusion & Lufthansa FlyingLab“...

Im Focus: Ein Atom dünn: Physiker messen erstmals mechanische Eigenschaften zweidimensionaler Materialien

Die dünnsten heute herstellbaren Materialien haben eine Dicke von einem Atom. Sie zeigen völlig neue Eigenschaften und sind zweidimensional – bisher bekannte Materialien sind dreidimensional aufgebaut. Um sie herstellen und handhaben zu können, liegen sie bislang als Film auf dreidimensionalen Materialien auf. Erstmals ist es Physikern der Universität des Saarlandes um Uwe Hartmann jetzt mit Forschern vom Leibniz-Institut für Neue Materialien gelungen, die mechanischen Eigenschaften von freitragenden Membranen atomar dünner Materialien zu charakterisieren. Die Messungen erfolgten mit dem Rastertunnelmikroskop an Graphen. Ihre Ergebnisse veröffentlichen die Forscher im Fachmagazin Nanoscale.

Zweidimensionale Materialien sind erst seit wenigen Jahren bekannt. Die Wissenschaftler André Geim und Konstantin Novoselov erhielten im Jahr 2010 den...

Im Focus: Forscher entschlüsseln zentrales Reaktionsprinzip von Metalloenzymen

Sogenannte vorverspannte Zustände beschleunigen auch photochemische Reaktionen

Was ermöglicht den schnellen Transfer von Elektronen, beispielsweise in der Photosynthese? Ein interdisziplinäres Forscherteam hat die Funktionsweise wichtiger...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Kongress Meditation und Wissenschaft

19.01.2018 | Veranstaltungen

LED Produktentwicklung – Leuchten mit aktuellem Wissen

18.01.2018 | Veranstaltungen

6. Technologie- und Anwendungsdialog am 18. Januar 2018 an der TH Wildau: „Intelligente Logistik“

18.01.2018 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Rittal vereinbart mit dem Betriebsrat von RWG Sozialplan - Zukunftsorientierter Dialog führt zur Einigkeit

19.01.2018 | Unternehmensmeldung

Open Science auf offener See

19.01.2018 | Geowissenschaften

Original bleibt Original - Neues Produktschutzverfahren für KFZ-Kennzeichenschilder

19.01.2018 | Informationstechnologie