Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Symbiose - Fettversorgung für Pilze

25.07.2017

Anders, als es in den Lehrbüchern steht: In einer Symbiose mit Mykorrhiza-Pilzen versorgen Pflanzen ihre Partner nicht nur mit Zucker, sondern auch mit Fetten, wie LMU-Wissenschaftler zeigen.

Mehr als 80 Prozent aller Landpflanzen leben in Symbiose mit Mykorrhiza-Pilzen. Die Pilze nehmen anorganische Nährstoffe – vor allem Phosphat und Stickstoff – aus dem Boden auf und stellen sie den Pflanzen zur Verfügung. Im Gegenzug versorgen Pflanzen die Pilze mit energiereichen Kohlenhydraten.


Hyphen und Sporen des Mykorrhizapilzes Rhizophagus irregularis mit einer Wurzel. Die Sporen sind gefüllt mit Zellkernen und Ölen. Scala = 500 µM.

Foto: Andreas Keymer

Quelle: LMU

Ein Team um die LMU-Biologin Caroline Gutjahr hat in Zusammenarbeit mit den Arbeitsgruppen von Peter Dörmann (Universität Bonn), Wolfgang Eisenreich (TU München) und Martin Parniske (LMU) nun die gängige Lehrbuchmeinung widerlegt, dass die Pflanze ihrem Partner ausschließlich Zucker als Kohlenstoffquelle liefert: Die Wissenschaftler konnten zeigen, dass auch Fette an den Pilz abgegeben werden. Über ihre Ergebnisse berichten sie im renommierten Fachmagazin eLife.

Mykorrhiza-Pilze sind wie alle Organismen auf Lipide – also Fette und fettähnliche Substanzen – angewiesen, da diese unter anderem für den Aufbau zellulärer Membranen und als Energiespeicher wichtig sind. „Allerdings fehlen Mykorrhiza-Pilzen die Gene für den Hauptweg der Lipidbiosynthese, deshalb können sie bestimmte essenzielle Fettsäuren nicht selber herstellen“, sagt Gutjahr.

„Wir haben deshalb mithilfe zweier Mutanten der Modellpflanze Lotus japonicus untersucht, ob die Pflanze diesen Mangel ausgleicht.“ Lotus japonicus ist eine Leguminose, die mit Klee, Erbsen, Bohnen und Linsen verwandt ist. Die von Gutjahrs Team gefundenen Mutanten tragen Veränderungen in Genen, die für die Fettsäure- und Lipidbiosynthese eine wichtige Rolle spielen.

Sie werden signifikant weniger durch Mykorrhiza-Pilze besiedelt als der Wildtyp. Insbesondere können sich die stark verzweigten Arbuskel – bäumchenförmig verzweigte Pilzhyphen in den Pflanzenwurzeln, an denen der Nährstoffaustausch mit der Pflanze stattfindet – nicht voll entwickeln.

Ein umfassendes Screening der Fettsäuren und Lipide in den mykorrhizierten Wurzeln der Lotus japonicus-Wildform und der Mutanten zeigte, dass bestimmte Pilz-spezifische Fettsäuren in der Mykorrzhiza der Mutanten entweder gar nicht oder nur in sehr geringen Mengen vorkommen.

„Dies brachte uns zu der Annahme, dass der Pilz, wenn er eine Lipidbiosynthese-Mutante besiedelt, an Lipidmangel leidet“, sagt Andreas Keymer, Doktorand und Erstautor der Studie. Mithilfe von stabilen Kohlenstoff-Isotopen wiesen die Wissenschaftler nach, dass der Lotus-japonicus-Wildtyp tatsächlich Lipide an den Pilz überträgt – die Pflanze ernährt den Pilz also nicht nur mit Zucker, wie bisher gedacht, sondern auch mit Fetten.

Die Wissenschaftler nehmen an, dass der Pilz die Lipide verwendet, um so schnell wie möglich ein dichtverzweigtes und weitreichendes Hyphennetzwerk zu bilden. Auch für die Sporenbildung benötigt der Pilz große Mengen an Lipiden. Als nächstes wollen die Wissenschaftler untersuchen, über welche Mechanismen die pflanzlichen Lipide zum Pilz transportiert werden.

„Außerdem ist es wichtig, herauszufinden, in welchen Verhältnis Zucker und Lipide dem Pilz zur Verfügung gestellt werden“, sagt Gutjahr. Das kann Hinweise darauf geben, wie viel Energie die Pflanze in den Pilz investiert, da die Herstellung von Lipiden mehr Energie erfordert als die von Zuckern. Ein besseres Verständnis dieser symbiontischen Lipidbiosynthese könnte dazu beitragen, Symbiose-optimierte Nutzpflanzen zu züchten.

Publikation:
Lipid transfer from plants to arbuscular mycorrhiza fungi
Andreas Keymer, Priya Pimprikar Vera Wewer, Claudia Huber, Mathias Brands, Simone L. Bucerius, Pierre-Marc Delaux, Verena Klingl, Edda von Röpenack-Lahaye, Trevor L. Wang, Wolfgang Eisenreich, Peter Dörmann, Martin Parniske, Caroline Gutjahr
eLife 2017
https://elifesciences.org/articles/29107

Kontakt:
Dr. Caroline Gutjahr
Emmy Noether Research Group Leader
Faculty of Biology - Genetics
Tel.: +49 (0)89 / 2180-74740
mobil: +49 (0)1522/ 2096091
http://www.genetik.biologie.uni-muenchen.de/Staff/team_gutjahr/gutjahr/index.htm...

Luise Dirscherl | Ludwig-Maximilians-Universität München
Weitere Informationen:
http://www.uni-muenchen.de/

Weitere Berichte zu: Fettsäuren Lipide Mutanten Mykorrhiza-Pilze Pilz Symbiose

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Live-Verfolgung in der Zelle: Biologische Fussfessel für Proteine
19.06.2018 | Universität Basel

nachricht Tag it EASI - neue Methode zur genauen Proteinbestimmung
19.06.2018 | Max-Planck-Institut für Biochemie

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: Überdosis Calcium

Nanokristalle beeinflussen die Differenzierung von Stammzellen während der Knochenbildung

Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler der Universitäten Freiburg und Basel haben einen Hauptschalter für die Regeneration von Knochengewebe identifiziert....

Im Focus: Overdosing on Calcium

Nano crystals impact stem cell fate during bone formation

Scientists from the University of Freiburg and the University of Basel identified a master regulator for bone regeneration. Prasad Shastri, Professor of...

Im Focus: AchemAsia 2019 in Shanghai

Die AchemAsia geht in ihr viertes Jahrzehnt und bricht auf zu neuen Ufern: Das International Expo and Innovation Forum for Sustainable Chemical Production findet vom 21. bis 23. Mai 2019 in Shanghai, China statt. Gleichzeitig erhält die Veranstaltung ein aktuelles Profil: Die elfte Ausgabe fokussiert auf Themen, die für Chinas Prozessindustrie besonders relevant sind, und legt den Schwerpunkt auf Nachhaltigkeit und Innovation.

1989 wurde die AchemAsia als Spin-Off der ACHEMA ins Leben gerufen, um die Bedürfnisse der sich damals noch entwickelnden Iindustrie in China zu erfüllen. Seit...

Im Focus: AchemAsia 2019 will take place in Shanghai

Moving into its fourth decade, AchemAsia is setting out for new horizons: The International Expo and Innovation Forum for Sustainable Chemical Production will take place from 21-23 May 2019 in Shanghai, China. With an updated event profile, the eleventh edition focusses on topics that are especially relevant for the Chinese process industry, putting a strong emphasis on sustainability and innovation.

Founded in 1989 as a spin-off of ACHEMA to cater to the needs of China’s then developing industry, AchemAsia has since grown into a platform where the latest...

Im Focus: Li-Fi erstmals für das industrielle Internet der Dinge getestet

Mit einer Abschlusspräsentation im BMW Werk München wurde das BMBF-geförderte Projekt OWICELLS erfolgreich abgeschlossen. Dabei wurde eine Li-Fi Kommunikation zu einem mobilen Roboter in einer 5x5m² Fertigungszelle demonstriert, der produktionsübliche Vorgänge durchführt (Teile schweißen, umlegen und prüfen). Die robuste, optische Drahtlosübertragung beruht auf räumlicher Diversität, d.h. Daten werden von mehreren LEDs und mehreren Photodioden gleichzeitig gesendet und empfangen. Das System kann Daten mit mehr als 100 Mbit/s und fünf Millisekunden Latenz übertragen.

Moderne Produktionstechniken in der Automobilindustrie müssen flexibler werden, um sich an individuelle Kundenwünsche anpassen zu können. Forscher untersuchen...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Hengstberger-Symposium zur Sternentstehung

19.06.2018 | Veranstaltungen

LymphomKompetenz KOMPAKT: Neues vom EHA2018

19.06.2018 | Veranstaltungen

Simulierter Eingriff am virtuellen Herzen

18.06.2018 | Veranstaltungen

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

Rätselhaftes IceCube-Ereignis könnte von Tau-Neutrino stammen

19.06.2018 | Physik Astronomie

Automatisierung und Produktionstechnik – Wandlungsfähig – Präzise – Digital

19.06.2018 | Messenachrichten

Überdosis Calcium

19.06.2018 | Medizin Gesundheit

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