Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Wachstumshormone der Pflanzen: Wenn Gegenspieler kooperieren

24.06.2010
Stammzellforscher aus Heidelberg und Tübingen untersuchen Wirkungsgeflecht von Auxin und Cytokinin

Die beiden wichtigsten Wachstumshormone von Pflanzen, die beim Wachstumspotential und bei der Ausbildung von Blättern oder Blüten bislang als Gegenspieler verstanden wurden, können durchaus auch synergetisch wirken. Die Wirkungen der Hormone Auxin und Cytokinin sind weitaus enger vernetzt als bislang angenommen. Das haben Wissenschaftler aus Heidelberg, Tübingen und Umea (Schweden) anhand von Experimenten an einem Modellorganismus der Biologie, der Ackerschmalwand Arabidopsis thaliana, nachgewiesen. Ihre Ergebnisse zum Wirkungsgeflecht von Pflanzenhormonen veröffentlicht das Forscherteam unter Leitung von Prof. Dr. Jan Lohmann, Stammzellbiologe an der Universität Heidelberg, in „Nature“.

Alle oberirdischen Teile einer Pflanze – Blätter, Blüten, Stängel und Samen – entspringen letztlich einem winzigen Gewebebereich an der Spitze des Sprosses. Die in ihm enthaltenen totipotenten Stammzellen bleiben während der gesamten Lebenszeit einer Pflanze aktiv. Im Gegensatz zu Tieren können Pflanzen daher über viele Jahre hinweg weiter wachsen und zugleich neue Organe ausbilden. In diesem Zusammenhang wirkt Auxin am Rand der Wachstumszone darauf hin, dass Zellen den Stammzellpool verlassen, sich differenzieren und zum Beispiel Blätter und Blüten bilden. Cytokinin dagegen regt die Stammzellen zu selbsterneuernden Teilungen an; seine Aufgabe ist es, die Zahl der Zellen und somit das Wachstumspotential der Pflanze aufrechtzuerhalten.

Über welche genetischen Faktoren das Cytokinin beim Wachstum der Pflanze seine Wirkung entfaltet, ist zum Teil bereits bekannt. Mit ihren komplexen Experimenten an der Ackerschmalwand, die sich auf die Wachstumszone an der Spitze des Sprosses konzentrieren, haben Prof. Lohmann und sein Team die Funktion des Auxin in diesem Wirkungsgeflecht der Hormone untersucht. Dabei hat sich gezeigt, dass sich Auxin direkt in eine „Rückkopplungsschleife“ einschaltet: Zwei von Cytokinin aktivierte Gene – ARR7 und ARR15 – begrenzen die Cytokinin-Wirkung. Auxin hingegen hemmt diese beiden Gene und verstärkt somit die Effekte von Cytokinin.

„Man kann die Rolle des Auxin als positive Rückmeldung an den Stammzellpool betrachten“, erläutert Prof. Lohmann. „Wenn es die Zellen am Rande der Wachstumszone zur Ausbildung von Organen anregt, muss es gleichzeitig dafür sorgen, dass genügend Stammzellen nachgeliefert werden.“ So wird verhindert, dass die Stammzellzahl unter eine kritische Grenze absinkt, was für Wachstum und Überleben der Pflanze von zentraler Bedeutung ist. „Wir beginnen allmählich zu verstehen, wie das Regelwerk von Hormonen und Genen ineinander greift, um die Aktivität der Wachstumszone aufrechtzuerhalten. Bereits jetzt ist klar, dass hormonelle und genetische Faktoren vielfach miteinander verschaltet sind und sich gegenseitig beeinflussen. Es gibt keine Solisten.“

Neben Jan Lohmann, Zhong Zhao und Andrej Miotk von der Abteilung für Stammzellbiologie am Institut für Zoologie der Universität Heidelberg sind an den Forschungsarbeiten auch Stig U. Andersen und Sebastian J. Schultheiss vom Max-Planck-Institut für Entwicklungsbiologie und dem Friedrich-Miescher-Laboratorium in Tübingen beteiligt. Aus Schweden gehören dem Forscherteam Karin Ljung und Karel Dolezal vom Umea Plant Science Center an.

Originalveröffentlichung:
Z. Zhao, S.U. Andersen, K. Ljung, K. Dolezal, A. Miotk, S.J. Schultheiss, J.U. Lohmann: Hormonal control of the shoot stem-cell niche, Nature (24 June 2010), doi: 10.1038/nature09126
Kontakt:
Prof. Dr. Jan Lohmann
Institut für Zoologie
Telefon (06221) 54-6269
jlohmann@meristemania.org

Marietta Fuhrmann-Koch | idw
Weitere Informationen:
http://www.uni-heidelberg.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Proteinforschung: Der Computer als Mikroskop
16.01.2017 | Ruhr-Universität Bochum

nachricht Nervenkrankheit ALS: Mehr als nur ein Motor-Problem im Gehirn?
16.01.2017 | Leibniz-Institut für Neurobiologie

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: Mit solaren Gebäudehüllen Architektur gestalten

Solarthermie ist in der breiten Öffentlichkeit derzeit durch dunkelblaue, rechteckige Kollektoren auf Hausdächern besetzt. Für ästhetisch hochwertige Architektur werden Technologien benötigt, die dem Architekten mehr Gestaltungsspielraum für Niedrigst- und Plusenergiegebäude geben. Im Projekt »ArKol« entwickeln Forscher des Fraunhofer ISE gemeinsam mit Partnern aktuell zwei Fassadenkollektoren für solare Wärmeerzeugung, die ein hohes Maß an Designflexibilität erlauben: einen Streifenkollektor für opake sowie eine solarthermische Jalousie für transparente Fassadenanteile. Der aktuelle Stand der beiden Entwicklungen wird auf der BAU 2017 vorgestellt.

Im Projekt »ArKol – Entwicklung von architektonisch hoch integrierten Fassadekollektoren mit Heat Pipes« entwickelt das Fraunhofer ISE gemeinsam mit Partnern...

Im Focus: Designing Architecture with Solar Building Envelopes

Among the general public, solar thermal energy is currently associated with dark blue, rectangular collectors on building roofs. Technologies are needed for aesthetically high quality architecture which offer the architect more room for manoeuvre when it comes to low- and plus-energy buildings. With the “ArKol” project, researchers at Fraunhofer ISE together with partners are currently developing two façade collectors for solar thermal energy generation, which permit a high degree of design flexibility: a strip collector for opaque façade sections and a solar thermal blind for transparent sections. The current state of the two developments will be presented at the BAU 2017 trade fair.

As part of the “ArKol – development of architecturally highly integrated façade collectors with heat pipes” project, Fraunhofer ISE together with its partners...

Im Focus: Mit Bindfaden und Schere - die Chromosomenverteilung in der Meiose

Was einmal fest verbunden war sollte nicht getrennt werden? Nicht so in der Meiose, der Zellteilung in der Gameten, Spermien und Eizellen entstehen. Am Anfang der Meiose hält der ringförmige Proteinkomplex Kohäsin die Chromosomenstränge, auf denen die Bauanleitung des Körpers gespeichert ist, zusammen wie ein Bindfaden. Damit am Ende jede Eizelle und jedes Spermium nur einen Chromosomensatz erhält, müssen die Bindfäden aufgeschnitten werden. Forscher vom Max-Planck-Institut für Biochemie zeigen in der Bäckerhefe wie ein auch im Menschen vorkommendes Kinase-Enzym das Aufschneiden der Kohäsinringe kontrolliert und mit dem Austritt aus der Meiose und der Gametenbildung koordiniert.

Warum sehen Kinder eigentlich ihren Eltern ähnlich? Die meisten Zellen unseres Körpers sind diploid, d.h. sie besitzen zwei Kopien von jedem Chromosom – eine...

Im Focus: Der Klang des Ozeans

Umfassende Langzeitstudie zur Geräuschkulisse im Südpolarmeer veröffentlicht

Fast drei Jahre lang haben AWI-Wissenschaftler mit Unterwasser-Mikrofonen in das Südpolarmeer hineingehorcht und einen „Chor“ aus Walen und Robben vernommen....

Im Focus: Wie man eine 80t schwere Betonschale aufbläst

An der TU Wien wurde eine Alternative zu teuren und aufwendigen Schalungen für Kuppelbauten entwickelt, die nun in einem Testbauwerk für die ÖBB-Infrastruktur umgesetzt wird.

Die Schalung für Kuppelbauten aus Beton ist normalerweise aufwändig und teuer. Eine mögliche kostengünstige und ressourcenschonende Alternative bietet die an...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Aquakulturen und Fangquoten – was hilft gegen Überfischung?

16.01.2017 | Veranstaltungen

14. BF21-Jahrestagung „Mobilität & Kfz-Versicherung im Fokus“

12.01.2017 | Veranstaltungen

Leipziger Biogas-Fachgespräch lädt zum "Branchengespräch Biogas2020+" nach Nossen

11.01.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Weltweit erste Solarstraße in Frankreich eingeweiht

16.01.2017 | Energie und Elektrotechnik

Proteinforschung: Der Computer als Mikroskop

16.01.2017 | Biowissenschaften Chemie

Vermeintlich junger Stern entpuppt sich als galaktischer Greis

16.01.2017 | Physik Astronomie