Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     Siemens  n-tv 
Datenbankrecherche:

Fachgebiet (optional):

 

Climate Adaptation of Rice

14.07.2011
Symbiogenics --- a New Strategy for Reducing Climate Impacts on Plants

Anzeige

Rice – which provides nearly half the daily calories for the world’s population – could become adapted to climate change and some catastrophic events by colonizing its seeds or plants with the spores of tiny naturally occurring fungi, just-published U.S. Geological Survey-led research shows.


In an effort to explore ways to increase the adaptability of rice to climatic scourges such as tsunamis and tidal surges that have already led to rice shortages, USGS researchers and their colleagues colonized two commercial varieties of rice with the spores of fungi that exist naturally within native coastal (salt-tolerant) and geothermal (heat-tolerant) plants.

The experiments were "quite successful," said author and Seattle-based USGS researcher Rusty Rodriguez, Ph.D. The rice plants thrived, achieving notable increased tolerance to cold, salt and drought, even though the rice varieties they tested were not naturally adapted to these stressors. Conferring heat tolerance to rice is the next step for the research team since rice production decreases by 10 percent for every temperature increase of 1-degree centigrade during the rice-growing season.

"This is an exciting breakthrough," Rodriguez said. "The ability of these fungi to colonize and confer stress tolerance, as well as increased seed yields and root systems in rice – a genetically unrelated plant species from the native plants from which the fungi were isolated -- suggests that the fungi may be useful in adapting plants to drought, salt and temperature stressors predicted to worsen in future years due to climate change."

In fact, said Rodriguez, using these tiny fungi – called endophytes – is one of the only real strategies available for mitigating the effects of climate change on plants in natural and agricultural ecosystems. "We have named this emerging area of research "symbiogenics" for symbiosis-altered gene expression. The DNA of the rice plant itself, however, is not changed," Rodriguez added. "Instead, we are re-creating what normally happens in nature. And with rice yields projected to decrease by 15 percent in developing countries by 2050, such strategies are needed."

The way it works is this. All plants seem to have symbiotic endophytes - microscopic fungi or bacteria - living in them that do not cause disease in the plant. The kind of endophytes that Rodriguez and his colleagues examined are all mutualistic, meaning the plant and the fungi have a close and positive relationship that bestows benefits on both partners: stress tolerance for the plant, nutrients and a lack of competition for the fungus.

The scientists took fungal endophytes from dunegrass, a species exposed to seawater and therefore salt-tolerant, and colonized the rice plants and seeds with its fungal spores, which germinated and infiltrated the plant’s tissue. The results, said Rodriguez, were dramatic: the endophytes reduced water consumption of the plant by up to one half, and increased its growth, the number of seeds it produced, and how much it weighed by as much as 50 percent.

"Conventional thinking was that the dunegrass is salt tolerant because of genetic adaptations that occurred over time (the process of Darwinian evolution), but we found that when we removed the fungus from dunegrass, the plants were no longer salt tolerant," Rodriguez said. "This means that plants in natural habitats may not be adapting themselves genetically to the stress, but instead are establishing a beneficial partnership with a fungus that makes them more salt tolerant."

During the last 40 years of climate change, the authors pointed out, the minimum air temperature in rice-growing season has increased in China and the Philippines, resulting in a substantial decrease in rice yields there, decreases predicted to continue. "Collectively, these events, along with an increasing world population, have contributed to shortages and increased prices of rice, exacerbating hunger and famine issues globally."

The authors emphasized that even though it may be possible to compensate for some of the effects of climate change by incorporating, say, earlier-producing varieties of rice into agricultural practices, the adaptive capabilities of rice will be what ultimately determines how severely climate change affects the annual yield of rice.

The research, Increased Fitness of Rice Plants to Abiotic Stress via Habitat Adapted Symbiosis: A Strategy for Mitigating Impacts of Climate Change, was published in PLoS One, and is available online.

Rusty Rodriguez | Quelle: EurekAlert!
Weitere Informationen: www.usgs.gov

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Geowissenschaften:

nachricht NASA's TRMM satellite sees heavy rainfall in Tropical Storm Bud
24.05.2012 | NASA/Goddard Space Flight Center

nachricht NASA sees Tropical Storm Sanvu continue to intensify
24.05.2012 | NASA/Goddard Space Flight Center

Alle Nachrichten aus der Kategorie Geowissenschaften >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>


Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Im wahrsten Sinne „Spitzenforschung“: IPHT-Forscher untersuchen Eiweißfasern mit größter Genauigkeit


Krankheiten wie Parkinson, Alzheimer und bestimmte Krebsformen gehen auf eine fehlerhafte Faltung und Aggregation von Eiweißen im Körper zurück.

Wissenschaftlern des Instituts für Photonische Technologien (IPHT) in Jena ist es erstmals gelungen, Proteinstrukturen auf sub-molekularer Ebene nachzuweisen und spektroskopisch zu analysieren. Ein wichtiger Schritt zum Verständnis der Krankheitsursachen.

„Bis heute hat man nicht genau verstanden, was die fehlerhafte Faltung und Aggregation von Eiweißen, zum Beispiel im Zusammenhang mit Alzheimer, ...

Im Focus: Widerspenstiges Quasiteilchen erzeugt


Die Quantenphysik beschreibt physikalische Vorgänge in Festkörpern und anderen Vielteilchensystemen auch mit Hilfe von Quasiteilchen.

Innsbrucker Physikern um Rudolf Grimm ist es nun erstmals gelungen, ein neues Quasiteilchen - ein repulsives Polaron - in einem Quantengas experimentell zu erzeugen. Die Forscher berichten darüber in der Online-Ausgabe der Fachzeitschrift Nature.

Ultrakalte Quantengase sind ein ideales Experimentierfeld, um physikalische Phänomene in Festkörpern zu simulieren. Unter streng kontrollierten Bedingungen ...

Im Focus: Licht lässt Partikel wachsen - Forscher entdecken neuen Mechanismus in der Atmosphäre


Licht lässt die Partikel in der Atmosphäre wachsen. In einem Experiment hat ein internationales Forscherteam erstmals einen neuen Mechanismus nachweisen können, bei dem Partikel durch Licht größer werden und der damit Einfluss auf die Wolkenbildung und das Klima hat.

Photokatalytische Reaktionen können zu einer schnellen Bindung von nicht kondensierenden flüchtigen organischen Kohlenwasserstoffen (VOCs) auf der Oberfläche der Partikel führen. Unter solchen Bedingungen nehme die Größe und Masse der Partikel schnell zu, schreiben die Wissenschaftler im renommierten Fachblatt PNAS.

Die Ergebnisse des Laborexperimentes könnten Effekte erklären, die bisher schon bei Feldkampagnen ...

Im Focus: Abschreckung: Tabak signalisiert angreifenden Zikaden Verteidigungsbereitschaft


Ähnlich wie blutsaugende Insekten prüfen Pflanzenschädlinge ihren Wirt auf Abwehrsignale, bevor sie anfangen zu fressen

Pflanzen bilden wenige Minuten nach Angriff eines Fraßfeindes Jasmonsäure, ein Hormon, das die Verteidigung gegen Insekten in Gange setzt mit der Folge, dass giftige Stoffe wie Nikotin oder Verdauungshemmer in den Blättern akkumulieren.

Wissenschaftler des Max-Planck-Instituts für chemische Ökologie, Jena, haben jetzt herausgefunden, dass Zwergzikaden die Verteidigungsbereitschaft von Tabakpflanzen aufspüren können. ...

Im Focus: Erbgutkopie reist im Protein-Koffer


Wissenschaftlern vom Institut für Physikalische und Theoretische Chemie der Universität Bonn ist es erstmals gelungen, den Transport eines wichtigen Informationsträgers in biologischen Zellen praktisch unmodifiziert in Echtzeit zu filmen.

Die Studie zeigt, wie die so genannte Boten-RNA die Zellkernhülle überwindet und vom Zellkern in das Zytoplasma gelangt. Diese Arbeit ist nun in dem renommierten Journal „Proceedings of the National Academy of Sciences of the USA“ (PNAS) publiziert.

Der Bauplan aller Lebewesen ist in ihrem Erbgut gespeichert. Dieses lagert bei höheren ...

Alle Focus-News des innovations-reports >>>

Anzeige

B2B Suche
Produkt / Dienstleistung
Firma / Organisation

Anzeige

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

Energieversorger vor dem Umbruch

24.05.2012 | Studien Analysen

Stem-cell-growing surface enables bone repair

24.05.2012 | Biowissenschaften Chemie

Im wahrsten Sinne „Spitzenforschung“: IPHT-Forscher untersuchen Eiweißfasern mit größter Genauigkeit

24.05.2012 | Biowissenschaften Chemie

VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Veranstaltungen

NieKE Themenforum: Ökonomie - Tierschutz - Lebensmittelsicherheit

24.05.2012 | Veranstaltungsnachrichten

Nachhaltigkeit in der Schifffahrt: Werte vs. Wertschöpfung

24.05.2012 | Veranstaltungsnachrichten

Wissenschaft und Öffentlichkeit

24.05.2012 | Veranstaltungsnachrichten

FindAndHelp