Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Die Wurzeln unserer Ernährung

27.01.2010
Tübinger Max-Planck-Forscher erklären, wie die Wurzelbildung in Pflanzen gesteuert wird

Die Wurzeln sind die am meisten unterschätzten Teile einer Pflanze, obwohl sie über die Wasser- und Nährstoffaufnahme das Wachstum und die spätere Blüte überhaupt erst ermöglichen.

In einer Welt, in der sich einerseits die Verfügbarkeit von Wasser im Zuge des Klimawandels ständig ändert und andererseits die menschliche Bevölkerung rasant zunimmt, ist es von entscheidender Bedeutung zu verstehen, wie die Wurzelentwicklung bei Pflanzen gesteuert wird. Wissenschaftler am Max-Planck-Institut für Entwicklungsbiologie in Tübingen haben nun herausgefunden, dass das Pflanzenhormon Auxin in Kombination mit einer erhöhten Zellzyklusaktivität zu einem verstärkten Wurzelwachstum bei der Ackerschmalwand (Arabidopsis thaliana) führt. Zudem haben sie entdeckt, dass zwei Proteine, die die Embryoentwicklung steuern, ebenfalls eine Rolle bei der Verzweigung der Wurzeln spielen. Diese Ergebnisse könnten genutzt werden, um Pflanzen zu züchten, die trotz Nährstoff- und Wasserarmut schnell wachsen und hohe Erträge liefern. (PNAS, 25. - 29. Januar 2010)

Bereits vor etwa zweihundert Jahren prophezeite der britische Ökonom Thomas Robert Malthus, dass eine kontinuierlich wachsende Weltbevölkerung früher oder später mit Hungersnöten, Krankheiten und einer erhöhten Todesrate konfrontiert werden wird. Heute stehen wir vor der Herausforderung, ausreichend Nahrung für eine ständig wachsende Weltbevölkerung bereitzustellen. Dies wird eine Erhöhung der Nahrungsmittelproduktion erfordern, welche die der letzten Jahrzehnte übersteigt. Um das zu erreichen, benötigen wir eine neue grüne Revolution: Pflanzen, die auf nährstoffarmen und trockenen Böden wachsen und dennoch hohe Erträge liefern.

Bei Pflanzen denkt man normalerweise zunächst an Blätter, bunte Blüten und mehr oder weniger schmackhafte Früchte, jedoch nur selten an die unter der Erde verstecken Wurzeln. Der das Leben oberhalb des Erdbodens überhaupt erst ermöglichende Pflanzenteil, das Wurzelsystem, besteht aus einer Hauptwurzel von der viele Seitenwurzeln "abzweigen". Ohne Wurzeln könnten die meisten Pflanzen weder Wasser noch Nährstoffe aufnehmen noch sich im Boden verankern oder mit bestimten symbiotischen Organismen interagieren.

Auf frühere Beobachtungen aufbauend, beschrieben Wissenschaftler aus der Abteilung von Gerd Jürgens am Tübinger Max-Planck-Institut für Entwicklungsbiologie zusammen mit Kollegen aus Belgien, dass die Kombination aus einer erhöhten Zellzyklusaktivität und dem Pflanzenhormon Auxin, die Ausbildung von Seitenwurzeln bei der Ackerschmalwand Arabidopsis thaliana fördert. Des Weiteren haben sie nachgewiesen, dass zwei Proteine, welche ausschlaggebend für die Embryoentwicklung sind, ebenfalls eine Rolle bei der "Verzweigung" der Wurzeln spielen. Zum ersten Mal konnte gezeigt werden, dass die Reaktion auf das Pflanzenhormon Auxin in einzelnen, aufeinanderfolgenden Schritten stattfindet.

"Dieses Wissen über ein verbessertes und verstärktes Wurzelsystem ist ein wichtiger Schritt, um die Ernährung der Weltbevölkerung zu sichern. Es hilft die Ernte zu steigern und stärkt die Rolle der Pflanze als Energielieferant", sagt Ive De Smet. "Da Wasser, Stickstoff und Phosphor oft nur begrenzt vorhanden sind, ermöglicht ein Wurzelsystem, das Nährstoffe effektiver aufnehmen und speichern kann, einen reduzierten Düngemitteleinsatz auf minderwertigen Böden", fügt der Biologe hinzu.

Originalveröffentlichung
Ive De Smet, Steffen Lau, Ute Voß, Steffen Vanneste, René Benjamins, Eike H. Rademacher, Alexandra Schlereth, Bert De Rybel, Valya Vassileva, Wim Grunewald, Mirande Naudts, Mitchell P. Levesque, Jasmin S. Ehrismann, Dirk Inzé, Christian Luschnig, Philip N. Benfey, Dolf Weijers, Marc C. E. Van Montagu, Malcolm J. Bennett, Gerd Jürgens, Tom Beeckmann: Bimodular auxin response controls organogenesis in Arabidopsis. PNAS Early Edition, January 25 - 29, 2010, www.pnas.org/cgi/doi/10.1073/pnas.0915001107
Ansprechpartner
Dr. Ive De Smet
Tel: 07071 601-1301
E-Mail: ive.desmet@tuebingen.mpg.de
Dr. Susanne Diederich (Presse und Öffentlichkeitsarbeit)
Tel: +49 7071 601-333
E-Mail: presse@tuebingen.mpg.de
Das Max-Planck-Institut für Entwicklungsbiologie betreibt Grundlagenforschung auf den Gebieten der Biochemie, Molekularbiologie, Genetik sowie Zell- und Evolutionsbiologie. Es beschäftigt rund 325 Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter und hat seinen Sitz auf dem Max-Planck-Campus in Tübingen. Das MPI für Entwicklungsbiologie ist eines der 80 Institute und Forschungseinrichtungen der Max-Planck-Gesellschaft zur Förderung der Wissenschaften e.V.

Dr. Susanne Diederich | idw
Weitere Informationen:
http://tuebingen.mpg.de
http://tuebingen.mpg.de/startseite/detail/die-wurzeln-unserer-ernaehrung.html

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Immunabwehr ohne Kollateralschaden
23.01.2017 | Universität Basel

nachricht Mikrobe des Jahres 2017: Halobacterium salinarum - einzellige Urform des Sehens
23.01.2017 | Verband Biologie, Biowissenschaften und Biomedizin in Deutschland e.V.

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: Erstmalig quantenoptischer Sensor im Weltraum getestet – mit einem Lasersystem aus Berlin

An Bord einer Höhenforschungsrakete wurde erstmals im Weltraum eine Wolke ultrakalter Atome erzeugt. Damit gelang der MAIUS-Mission der Nachweis, dass quantenoptische Sensoren auch in rauen Umgebungen wie dem Weltraum eingesetzt werden können – eine Voraussetzung, um fundamentale Fragen der Wissenschaft beantworten zu können und ein Innovationstreiber für alltägliche Anwendungen.

Gemäß dem Einstein’schen Äquivalenzprinzip werden alle Körper, unabhängig von ihren sonstigen Eigenschaften, gleich stark durch die Gravitationskraft...

Im Focus: Quantum optical sensor for the first time tested in space – with a laser system from Berlin

For the first time ever, a cloud of ultra-cold atoms has been successfully created in space on board of a sounding rocket. The MAIUS mission demonstrates that quantum optical sensors can be operated even in harsh environments like space – a prerequi-site for finding answers to the most challenging questions of fundamental physics and an important innovation driver for everyday applications.

According to Albert Einstein's Equivalence Principle, all bodies are accelerated at the same rate by the Earth's gravity, regardless of their properties. This...

Im Focus: Mikrobe des Jahres 2017: Halobacterium salinarum - einzellige Urform des Sehens

Am 24. Januar 1917 stach Heinrich Klebahn mit einer Nadel in den verfärbten Belag eines gesalzenen Seefischs, übertrug ihn auf festen Nährboden – und entdeckte einige Wochen später rote Kolonien eines "Salzbakteriums". Heute heißt es Halobacterium salinarum und ist genau 100 Jahre später Mikrobe des Jahres 2017, gekürt von der Vereinigung für Allgemeine und Angewandte Mikrobiologie (VAAM). Halobacterium salinarum zählt zu den Archaeen, dem Reich von Mikroben, die zwar Bakterien ähneln, aber tatsächlich enger verwandt mit Pflanzen und Tieren sind.

Rot und salzig
Archaeen sind häufig an außergewöhnliche Lebensräume angepasst, beispielsweise heiße Quellen, extrem saure Gewässer oder – wie H. salinarum – an...

Im Focus: Innovatives Hochleistungsmaterial: Biofasern aus Florfliegenseide

Neuartige Biofasern aus einem Seidenprotein der Florfliege werden am Fraunhofer-Institut für Angewandte Polymerforschung IAP gemeinsam mit der Firma AMSilk GmbH entwickelt. Die Forscher arbeiten daran, das Protein in großen Mengen biotechnologisch herzustellen. Als hochgradig biegesteife Faser soll das Material künftig zum Beispiel in Leichtbaukunststoffen für die Verkehrstechnik eingesetzt werden. Im Bereich Medizintechnik sind beispielsweise biokompatible Seidenbeschichtungen von Implantaten denkbar. Ein erstes Materialmuster präsentiert das Fraunhofer IAP auf der Internationalen Grünen Woche in Berlin vom 20.1. bis 29.1.2017 in Halle 4.2 am Stand 212.

Zum Schutz des Nachwuchses vor bodennahen Fressfeinden lagern Florfliegen ihre Eier auf der Unterseite von Blättern ab – auf der Spitze von stabilen seidenen...

Im Focus: Verkehrsstau im Nichts

Konstanzer Physiker verbuchen neue Erfolge bei der Vermessung des Quanten-Vakuums

An der Universität Konstanz ist ein weiterer bedeutender Schritt hin zu einem völlig neuen experimentellen Zugang zur Quantenphysik gelungen. Das Team um Prof....

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Hybride Eisschutzsysteme – Lösungen für eine sichere und nachhaltige Luftfahrt

23.01.2017 | Veranstaltungen

Mittelstand 4.0 – Mehrwerte durch Digitalisierung: Hintergründe, Beispiele, Lösungen

20.01.2017 | Veranstaltungen

Nachhaltige Wassernutzung in der Landwirtschaft Osteuropas und Zentralasiens

19.01.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Wie der Nordatlantik zum Wärmepirat wurde

23.01.2017 | Geowissenschaften

Immunabwehr ohne Kollateralschaden

23.01.2017 | Biowissenschaften Chemie

Erstmalig quantenoptischer Sensor im Weltraum getestet – mit einem Lasersystem aus Berlin

23.01.2017 | Physik Astronomie