Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Wie Pflanzen ihre Abwehrkräfte stärken

12.06.2013
Biologen der Universität Bielefeld entdecken Wirkmechanismus

Nicht nur Menschen, auch Pflanzen leiden unter Stress. Lichtüberschuss, Wassermangel, Hitze und Schädlinge sind Beispiele von Umweltfaktoren, die oft zeitgleich auf Pflanzen einwirken, ihre Fitness beeinträchtigen und den landwirtschaftlichen Ertrag verringern.

Pflanzen erkennen diese Umweltfaktoren und starten Reaktionsprogramme, um zu überleben und ihre Fitness zurückzugewinnen. Kontrolliert werden diese Programme von Pflanzenhormonen. Nun haben die Bielefelder Biologen Professor Dr. Karl-Josef Dietz und Dr. Andrea Viehhauser innerhalb eines internationalen Forschungsprojekts einen bislang unbekannten Mechanismus entdeckt:

Sie konnten nachweisen, wie Pflanzen nach Verwundung und unter ungünstigen Umweltbedingungen ihre Abwehrkraft mithilfe des Pflanzenhormons Oxophytodiensäure stärken. Die Befunde wurden am 4. Juni in der Fachzeitschrift „Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America“ veröffentlicht.

Oxophytodiensäure ist die Vorstufe des Pflanzenhormons Jasmonsäure. Bereits seit Anfang der Achtzigerjahre ist bekannt, dass Jasmonsäure, der Grundstoff des Jasmindufts, Abwehrreaktionen nach Verwundung und gegen Fressfeinde steuert. Und seit 1993 wurde vermutet, dass Oxophytodiensäure ebenfalls derartige Signale aussendet. Diesen Verdacht konnten Dietz und Viehhauser nun bestätigen und den molekularen Mechanismus aufklären: Oxophytodiensäure bindet in den Chloroplasten, dem Ort der Photosynthese, an das Protein Cyclophilin 20-3 und fördert den Aufbau von Antioxidantien.
Die Antioxidantien aktivieren in diesem Fall die Abwehrgene im Zellkern und steigern so die Widerstandskräfte der Pflanze. Die Entdeckung ermöglicht innovative Ansätze zur Erhöhung der Toleranz von Pflanzen gegenüber Umweltstress. Dadurch könnten beispielsweise Ernteerträge von Pflanzen gesteigert werden. Karl-Josef Dietz und Andrea Viehhauser, beide tätig am Lehrstuhl für Biochemie und Physiologie der Pflanzen der Universität Bielefeld, beschäftigen sich seit etwa sechs Jahren mit diesem Thema.

„Interessant ist, dass Oxophytodiensäure an die Proteinklasse der Cyclophiline bindet. Denn in der Biologie waren Cyclophiline bislang vor allem in einem anderen Kontext bekannt“, sagt Professor Dietz. „Ursprünglich waren sie im menschlichen Organismus gefunden worden, wo sie unter anderem an Abstoßungsreaktionen nach Organtransplantationen beteiligt sind.“ Das menschliche Cyclophilin A und das pflanzliche Cyclophilin 20-3 sind verwandt und haben ähnliche Wirkmechanismen. Der neue Befund ist aber ein Beispiel dafür, wie unterschiedlich die Funktionen zweier verwandter Proteine sein können: Während das pflanzliche Protein in Verbindung mit dem Pflanzenhormon für die Abwehrkräfte der Pflanze förderlich ist, hat das menschliche Protein eine nach Organtransplantationen und bei der Tumorentwicklung unerwünschte Wirkung.

Originalveröffentlichung:
Sang-Wook Park, Wei Li, Andrea Viehhauser, Bin He, Soonok Kim, Anders K. Nilsson, Mats X. Andersson, Joshua D. Kittle, Madana M. R. Ambavaram, Sheng Luan, Alan R. Esker, Dorothea Tholl, Daniela Cimini, Mats Ellerström, Gitta Coaker, Thomas K. Mitchell, Andy Pereira, Karl-Josef Dietz, Christopher B. Lawrence, „Cyclophilin 20-3 relays a 12-oxo-phytodienoic acid signal during stress responsive regulation of cellular redox homeostasis”. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America 110: 9559-9564, 4. Juni 2013: http://dx.doi.org/10.1073/pnas.1218872110

Kontakt:
Prof. Dr. Karl-Josef Dietz, Universität Bielefeld
Fakultät für Biologie
Telefon: 0521 106-5589
E-Mail: karl-josef.dietz@uni-bielefeld.de

Ingo Lohuis | idw
Weitere Informationen:
http://www.uni-bielefeld.de
http://dx.doi.org/10.1073/pnas.1218872110

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Krebsdiagnostik: Pinkeln statt Piksen?
25.05.2018 | Christian-Albrechts-Universität zu Kiel

nachricht Kugelmühlen statt Lösungsmittel: Nanographene mit Mechanochemie
25.05.2018 | Technische Universität Dresden

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: Starke IT-Sicherheit für das Auto der Zukunft – Forschungsverbund entwickelt neue Ansätze

Je mehr die Elektronik Autos lenkt, beschleunigt und bremst, desto wichtiger wird der Schutz vor Cyber-Angriffen. Deshalb erarbeiten 15 Partner aus Industrie und Wissenschaft in den kommenden drei Jahren neue Ansätze für die IT-Sicherheit im selbstfahrenden Auto. Das Verbundvorhaben unter dem Namen „Security For Connected, Autonomous Cars (SecForCARs) wird durch das Bundesministerium für Bildung und Forschung mit 7,2 Millionen Euro gefördert. Infineon leitet das Projekt.

Bereits heute bieten Fahrzeuge vielfältige Kommunikationsschnittstellen und immer mehr automatisierte Fahrfunktionen, wie beispielsweise Abstands- und...

Im Focus: Powerful IT security for the car of the future – research alliance develops new approaches

The more electronics steer, accelerate and brake cars, the more important it is to protect them against cyber-attacks. That is why 15 partners from industry and academia will work together over the next three years on new approaches to IT security in self-driving cars. The joint project goes by the name Security For Connected, Autonomous Cars (SecForCARs) and has funding of €7.2 million from the German Federal Ministry of Education and Research. Infineon is leading the project.

Vehicles already offer diverse communication interfaces and more and more automated functions, such as distance and lane-keeping assist systems. At the same...

Im Focus: Mit Hilfe molekularer Schalter lassen sich künftig neuartige Bauelemente entwickeln

Einem Forscherteam unter Führung von Physikern der Technischen Universität München (TUM) ist es gelungen, spezielle Moleküle mit einer angelegten Spannung zwischen zwei strukturell unterschiedlichen Zuständen hin und her zu schalten. Derartige Nano-Schalter könnten Basis für neuartige Bauelemente sein, die auf Silizium basierende Komponenten durch organische Moleküle ersetzen.

Die Entwicklung neuer elektronischer Technologien fordert eine ständige Verkleinerung funktioneller Komponenten. Physikern der TU München ist es im Rahmen...

Im Focus: Molecular switch will facilitate the development of pioneering electro-optical devices

A research team led by physicists at the Technical University of Munich (TUM) has developed molecular nanoswitches that can be toggled between two structurally different states using an applied voltage. They can serve as the basis for a pioneering class of devices that could replace silicon-based components with organic molecules.

The development of new electronic technologies drives the incessant reduction of functional component sizes. In the context of an international collaborative...

Im Focus: GRACE Follow-On erfolgreich gestartet: Das Satelliten-Tandem dokumentiert den globalen Wandel

Die Satellitenmission GRACE-FO ist gestartet. Am 22. Mai um 21.47 Uhr (MESZ) hoben die beiden Satelliten des GFZ und der NASA an Bord einer Falcon-9-Rakete von der Vandenberg Air Force Base (Kalifornien) ab und wurden in eine polare Umlaufbahn gebracht. Dort nehmen sie in den kommenden Monaten ihre endgültige Position ein. Die NASA meldete 30 Minuten später, dass der Kontakt zu den Satelliten in ihrem Zielorbit erfolgreich hergestellt wurde. GRACE Follow-On wird das Erdschwerefeld und dessen räumliche und zeitliche Variationen sehr genau vermessen. Sie ermöglicht damit präzise Aussagen zum globalen Wandel, insbesondere zu Änderungen im Wasserhaushalt, etwa dem Verlust von Eismassen.

Potsdam, 22. Mai 2018: Die deutsch-amerikanische Satellitenmission GRACE-FO (Gravity Recovery And Climate Experiment Follow On) ist erfolgreich gestartet. Am...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Im Fokus: Klimaangepasste Pflanzen

25.05.2018 | Veranstaltungen

Größter Astronomie-Kongress kommt nach Wien

24.05.2018 | Veranstaltungen

22. Business Forum Qualität: Vom Smart Device bis zum Digital Twin

22.05.2018 | Veranstaltungen

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

Berufsausbildung mit Zukunft

25.05.2018 | Unternehmensmeldung

Untersuchung der Zellmembran: Forscher entwickeln Stoff, der wichtigen Membranbestandteil nachahmt

25.05.2018 | Interdisziplinäre Forschung

Starke IT-Sicherheit für das Auto der Zukunft – Forschungsverbund entwickelt neue Ansätze

25.05.2018 | Informationstechnologie

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