Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Zweck-Ehe mit einem Pilz

22.05.2014

Biologen der Universität Bielefeld veröffentlichen Studie in „Nature Communications“

Dank einem Pilz erhöht sich in der Arzneipflanze Spitzwegerich die Konzentration des Abwehrstoffs Catalpol. Das haben Biologinnen und Biologen der Universität Bielefeld in einer Studie festgestellt, die am heutigen Donnerstag (22.5.2014) veröffentlicht wird.


Ein Bielefelder Forscherteam beweist, dass sich dank eines Pilzes in der Arzneipflanze Spitzwegerich die Konzentration des Abwehrstoffs Catalpol erhöht. Universität Bielefeld

Zu lesen ist sie in dem Wissenschaftsjournal „Nature Communications“. Der erhöhte Gehalt an Catalpol verschafft der Pflanze einen verbesserten Schutz vor Fraßfeinden. In der Studie hat sich das Forscherteam mit arbuskulären Mykorrhiza-Pilzen befasst. Diese sind dafür bekannt, dass sie sich in den Wurzeln von Landpflanzen einnisten. Den Pflanzen nützt das, weil der Pilz ihnen Nähr- und Mineralstoffe verschafft. Doch wirkt sich die Zweck-Ehe mit dem Pilz auf alle Pflanzen gleich aus? Das haben die Forscherinnen untersucht.

Mit mehr als vier Fünfteln aller Landpflanzen ist der Pilz verbunden. Bislang war unklar, ob diese Symbiose auf alle Pflanzen die gleiche Wirkung ausübt. „Irrtümlich wurden bislang die an bestimmten Pflanzenarten gewonnenen Erkenntnisse auf andere Pflanzenarten übertragen. Doch so einfach ist es nicht“, sagt die Bielefelder Professorin Dr. Caroline Müller, die die Arbeitsgruppe Chemische Ökologie leitet. Ihre Arbeitsgruppe hat entdeckt, dass nicht alle Pflanzen gleich auf den Pilz reagieren. „Das gilt sogar für Pflanzenarten, die eng miteinander verwandt sind“, sagt Müller.

Die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler haben fünf Pflanzenarten analysiert und geprüft, welche Stoffe in deren Blättern zu- oder abnehmen, wenn ihre Wurzeln mit dem Pilz infiziert sind. Sie haben so den Stoffwechsel (Metabolismus) in den Pflanzen untersucht.

Dass der Pilz im Spitzwegerich den Gehalt an Catalpol erhöht, war nur ein Teilergebnis der Studie. Im Gamander-Ehrenpreis ändert sich durch den Pilz die Konzentration an Catalpol hingegen kaum. In den anderen Pflanzenarten kommt der Abwehrstoff grundsätzlich nicht vor und das ändert sich auch durch die Verbindung mit dem Pilz nicht. 

Einen auffälligen Unterschied stellten die Forscherinnen und Forscher in der Konzentration an Zitronensäure und chemisch verwandten Verbindungen fest. Waren die Pflanzen mit dem Pilz infiziert, so nahmen die Konzentrationen bei Spitzwegerich, Breitwegerich, Gamander-Ehrenpreis und Schneckenklee stark ab. Im einjährigen Rispengras stiegen sie hingegen tendenziell an.

Für ihre Studie trockneten und zerrieben die Forscher Blätter der fünf Pflanzenarten. Das Pulver jeder Pflanze behandelten sie dann mit Lösungsmittel. Schließlich analysierten sie die gewonnenen flüssigen Proben mithilfe von Geräten, die die Konzentrationen der einzelnen Inhaltsstoffe messen. Mit rechenstarken Computern werteten sie die Daten aus und verglichen sie. „Für jede der Pflanzen bekamen wir so einen metabolischen Fingerabdruck“, sagt Müller.

Bei ihren Analysen fanden die Wissenschaftler heraus, dass alle getesteten Pflanzen eins gemeinsam hatten: „Wenn sie mit dem Pilz in Symbiose waren, erhöhte sich bei allen der Gehalt an Phosphor in den Blättern“, sagt die Biologin Rabea Schweiger, die für die Studie Tausende von Zahlenwerten verglichen hat. Doch auch in diesem Fall zeigte sich, dass jede Pflanzenart nach eigenen Regeln funktioniert: „Spannend war, dass der Stoffwechsel jeder Pflanzenart jeweils ganz anders auf den Pilz und die pilzvermittelte höhere Phosphor-Dosis reagiert hat“, sagt Schweiger.

Originalveröffentlichung:
Rabea Schweiger, Markus Baier, Marcus Persicke, Caroline Müller: High specificity in plant leaf metabolic responses to arbuscular mycorrhiza. Nature Communications, http://dx.doi.org/10.1038/ncomms4886, online erschienen am 22. Mai 2014.

Kontakt:
Prof. Dr. Caroline Müller, Universität Bielefeld
Fakultät für Biologie
Telefon: 0521 106-5524
E-Mail: caroline.mueller@uni-bielefeld.de

Rabea Schweiger, Universität Bielefeld
Fakultät für Biologie
Telefon: 0521 106-5536
E-Mail: rabea.schweiger@uni-bielefeld.de

Weitere Informationen:

http://www.uni-bielefeld.de/biologie/ChemOekologie/index.html

Sandra Sieraad | idw - Informationsdienst Wissenschaft

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Up-Scaling: Katalysatorentwicklung im Industriemaßstab
22.11.2017 | Fraunhofer-Institut für Umwelt-, Sicherheits- und Energietechnik UMSICHT

nachricht Ozeanversauerung schädigt Miesmuscheln im Frühstadium
22.11.2017 | GEOMAR Helmholtz-Zentrum für Ozeanforschung Kiel

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: Kleine Strukturen – große Wirkung

Innovative Schutzschicht für geringen Verbrauch künftiger Rolls-Royce Flugtriebwerke entwickelt

Gemeinsam mit Rolls-Royce Deutschland hat das Fraunhofer-Institut für Werkstoff- und Strahltechnik IWS im Rahmen von zwei Vorhaben aus dem...

Im Focus: Nanoparticles help with malaria diagnosis – new rapid test in development

The WHO reports an estimated 429,000 malaria deaths each year. The disease mostly affects tropical and subtropical regions and in particular the African continent. The Fraunhofer Institute for Silicate Research ISC teamed up with the Fraunhofer Institute for Molecular Biology and Applied Ecology IME and the Institute of Tropical Medicine at the University of Tübingen for a new test method to detect malaria parasites in blood. The idea of the research project “NanoFRET” is to develop a highly sensitive and reliable rapid diagnostic test so that patient treatment can begin as early as possible.

Malaria is caused by parasites transmitted by mosquito bite. The most dangerous form of malaria is malaria tropica. Left untreated, it is fatal in most cases....

Im Focus: Transparente Beschichtung für Alltagsanwendungen

Sport- und Outdoorbekleidung, die Wasser und Schmutz abweist, oder Windschutzscheiben, an denen kein Wasser kondensiert – viele alltägliche Produkte können von stark wasserabweisenden Beschichtungen profitieren. Am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) haben Forscher um Dr. Bastian E. Rapp einen Werkstoff für solche Beschichtungen entwickelt, der sowohl transparent als auch abriebfest ist: „Fluoropor“, einen fluorierten Polymerschaum mit durchgehender Nano-/Mikrostruktur. Sie stellen ihn in Nature Scientific Reports vor. (DOI: 10.1038/s41598-017-15287-8)

In der Natur ist das Phänomen vor allem bei Lotuspflanzen bekannt: Wassertropfen perlen von der Blattoberfläche einfach ab. Diesen Lotuseffekt ahmen...

Im Focus: Ultrakalte chemische Prozesse: Physikern gelingt beispiellose Vermessung auf Quantenniveau

Wissenschaftler um den Ulmer Physikprofessor Johannes Hecker Denschlag haben chemische Prozesse mit einer beispiellosen Auflösung auf Quantenniveau vermessen. Bei ihrer wissenschaftlichen Arbeit kombinierten die Forscher Theorie und Experiment und können so erstmals die Produktzustandsverteilung über alle Quantenzustände hinweg - unmittelbar nach der Molekülbildung - nachvollziehen. Die Forscher haben ihre Erkenntnisse in der renommierten Fachzeitschrift "Science" publiziert. Durch die Ergebnisse wird ein tieferes Verständnis zunehmend komplexer chemischer Reaktionen möglich, das zukünftig genutzt werden kann, um Reaktionsprozesse auf Quantenniveau zu steuern.

Einer deutsch-amerikanischen Forschergruppe ist es gelungen, chemische Prozesse mit einer nie dagewesenen Auflösung auf Quantenniveau zu vermessen. Dadurch...

Im Focus: Leoniden 2017: Sternschnuppen im Anflug?

Gemeinsame Pressemitteilung der Vereinigung der Sternfreunde und des Hauses der Astronomie in Heidelberg

Die Sternschnuppen der Leoniden sind in diesem Jahr gut zu beobachten, da kein Mondlicht stört. Experten sagen für die Nächte vom 16. auf den 17. und vom 17....

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

IfBB bei 12th European Bioplastics Conference mit dabei: neue Marktzahlen, neue Forschungsthemen

22.11.2017 | Veranstaltungen

Zahnimplantate: Forschungsergebnisse und ihre Konsequenzen – 31. Kongress der DGI

22.11.2017 | Veranstaltungen

Tagung widmet sich dem Thema Autonomes Fahren

21.11.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Bakterien als Schrittmacher des Darms

22.11.2017 | Biowissenschaften Chemie

Ozeanversauerung schädigt Miesmuscheln im Frühstadium

22.11.2017 | Biowissenschaften Chemie

Die gefrorenen Küsten der Arktis: Ein Lebensraum schmilzt davon

22.11.2017 | Geowissenschaften