Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Wie Pflanzen ihre Samen bilden

20.12.2017

Ob Früchte oder Körner – der Grossteil unserer Nahrung resultiert aus der Fortpflanzung bei Pflanzen. Wie sie Befruchtung und Samenbildung steuern, haben UZH-Forschende nun entschlüsselt. Das Wissen um diese Signalwege lässt sich nutzen, um neben der Samenbildung auch das Pflanzenwachstum oder die Schädlingsabwehr zu beeinflussen.

Samen decken – entweder als Nahrung oder indirekt als Futtermittel – ungefähr 80 bis 85 Prozent des menschlichen Kalorienbedarfs. Sie sind das Ergebnis der pflanzlichen Fortpflanzung. In der Blüte interagieren die männlichen und weiblichen Gewebe auf vielfältige Weise miteinander. Lagert sich Pollen auf der Blütennarbe ab, keimt er aus und bildet einen Pollenschlauch. Dieser wächst rasch in Richtung des Fruchtknotens. Sobald er eine weibliche Samenanlage findet, platzt er und setzt zwei Spermien frei. Diese befruchten die Samenanlage und leiten die Samenbildung ein.


Pollenschläuche mit aufgenommenen, Fluoreszenz-markierten Signalstoffen (RALF-Peptide).

UZH

Pollenschlauch kommuniziert mit weiblichem Pflanzengewebe

Ein internationales Forschungsteam unter der Leitung von Ueli Grossniklaus, Professor am Institut für Pflanzen- und Mikrobiologie der Universität Zürich, zeigt nun, wie der Pollenschlauch mit den weiblichen Pflanzengeweben kommuniziert und darauf reagiert. Dazu sondert der Pollenschlauch Signalstoffe (RALF-Peptide) aus, mit denen er seine zelluläre Umgebung erkundet und sein Wachstum steuert. Zwei Rezeptoren auf der Zelloberfläche erlauben es dem Pollenschlauch, seine ausgesandten Signalstoffe wahrzunehmen und die Signale ins Zellinnere weiterzuleiten.

Zelleigene Signalstoffe steuern das Wachstum

In Zusammenarbeit mit den Gruppen von Christoph Ringli von der UZH und Jorge Muschietti von der Universität von Buenos Aires konnte Grossniklaus Team zeigen, dass weitere Eiweisse aktiv sein müssen, damit der Pollenschlauch die Signalstoffe erkennen kann: die LRX-Proteine. Diese wurden bereits vor 15 Jahren von der Gruppe von Beat Keller an der UZH identifiziert, doch ihre Funktion war bisher unklar. Die LRX-Proteine sitzen ausserhalb der Zelle in der Zellwand, wo die Signalstoffe andocken können.

«Damit nimmt der Pollenschlauch vermutlich Änderungen in der Zellwand wahr und reagiert entsprechend, in dem er etwa sein Wachstum neu ausrichtet», sagt Ueli Grossniklaus. Dass dieselbe Zelle, die Signalstoffe produziert, diese auch wahrnimmt, kommt in Pflanzen nur selten vor. Die Wissenschaftler vermuten, dass der schnell wachsende Pollenschlauch so rascher auf Veränderungen in der Umgebung reagieren kann, als wenn er auf Signale von anderen, benachbarten Zellen angewiesen ist.

Molekulare Einblicke eröffnen breites Anwendungspotenzial

Da die im Pollenschlauch aufgeschlüsselten Signalwege auch an vielen anderen grundlegenden Prozessen beteiligt sind, eröffnet das Wissen über ihre Funktionsweise zahlreiche Anwendungsmöglichkeiten für die Pflanzenzucht. «Wenn wir besser verstehen, wie diese Proteine funktionieren, lassen sich nicht nur Befruchtung und Samenbildung, sondern auch Entwicklung und Wachstum von Pflanzen oder die Abwehr von Krankheitserregern beeinflussen», resümiert Ueli Grossniklaus.

Literatur:
Martin A. Mecchia, Gorka Santos-Fernandez, Nadine N. Duss, Sofía C. Somoza, Aurélien Boisson-Dernier, Valeria Gagliardini, Andrea Martínez-Bernardini, Tohnyui Ndinyanka Fabrice, Christoph Ringli, Jorge P. Muschietti, Ueli Grossniklaus. RALF4/19 peptides interact with LRX proteins to control pollen tube growth in Arabidopsis. December 14, 2017. Science. DOI: 10.1126/science.aao5467

Kontakt:
Prof. Dr. Ueli Grossniklaus
Institut für Pflanzen- und Mikrobiologie
Universität Zürich
Tel. +41 44 63 48240
E-Mail: grossnik@botinst.uzh.ch

Weitere Informationen:

http://www.media.uzh.ch/de/medienmitteilungen/2017/Samenbildung.html

Kurt Bodenmüller | Universität Zürich

Weitere Berichte zu: Mikrobiologie Pollen Pollenschlauch Samen Samenbildung UZH Zelle Zellinnere

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Neuer Abwehrmechanismus gegen Sauerstoffradikale entdeckt
18.06.2018 | Universität Bern

nachricht Umwandlung von nicht-neuronalen Zellen in Nervenzellen
18.06.2018 | Universitätsmedizin der Johannes Gutenberg-Universität Mainz

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: 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...

Im Focus: First real-time test of Li-Fi utilization for the industrial Internet of Things

The BMBF-funded OWICELLS project was successfully completed with a final presentation at the BMW plant in Munich. The presentation demonstrated a Li-Fi communication with a mobile robot, while the robot carried out usual production processes (welding, moving and testing parts) in a 5x5m² production cell. The robust, optical wireless transmission is based on spatial diversity; in other words, data is sent and received simultaneously by several LEDs and several photodiodes. The system can transmit data at more than 100 Mbit/s and five milliseconds latency.

Modern production technologies in the automobile industry must become more flexible in order to fulfil individual customer requirements.

Im Focus: ALMA entdeckt Trio von Baby-Planeten rund um neugeborenen Stern

Neuartige Technik, um die jüngsten Planeten in unserer Galaxis zu finden

Zwei unabhängige Astronomenteams haben mit ALMA überzeugende Belege dafür gefunden, dass sich drei junge Planeten im Orbit um den Säuglingsstern HD 163296...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Simulierter Eingriff am virtuellen Herzen

18.06.2018 | Veranstaltungen

Künstliche Intelligenz – Schafft der Mensch seine Arbeit ab?

15.06.2018 | Veranstaltungen

Internationale Konferenz zur Asteroidenforschung in Garching

13.06.2018 | Veranstaltungen

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

Neuer Abwehrmechanismus gegen Sauerstoffradikale entdeckt

18.06.2018 | Biowissenschaften Chemie

Umwandlung von nicht-neuronalen Zellen in Nervenzellen

18.06.2018 | Biowissenschaften Chemie

Im Fußballfieber: Rittal Cup verspricht Spannung und Spaß

18.06.2018 | Unternehmensmeldung

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