Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Pappel-Protein soll Holzqualität aufpeppen

27.12.2005


Würzburger Forscher in der Dezember-Ausgabe von "Planta":


Kalium-Kanäle kommen im Pappelholz unter anderem in denjenigen Strahlzellen vor, die direkt an ein Holzgefäß angrenzen. Sie befinden sich hier ausschließlich an der Zellseite, die dem Gefäß zugewandt ist. In A wurden die Kanäle durch fluoreszierende Antikörper gelb markiert; B zeigt eine normale Mikroskopaufnahme. Bild: Matthias Arend u.a.



Pappeln gehören zu den schnell wachsenden Gehölzen: Sie können in nur einem Jahr ganze vier Meter höher werden. An diesen Bäumen erforschen Würzburger Wissenschaftler das Wachstum des Holzes - und haben dabei auch eine Vision, die für die Holzwirtschaft interessant ist: Möglicherweise lassen sich Pappeln so verändern, dass sie genau so schnell wachsen wie gewohnt, aber wesentlich festeres und somit wertvolleres Holz bilden.



Noch gehört die raschwüchsige Hartholz-Pappel in den Bereich der Zukunftsmusik. Doch die Forscher am Julius-von-Sachs-Institut für Biowissenschaften der Uni Würzburg haben schon eine klare Vorstellung, wie sich ein solcher Baum vielleicht züchten lässt. Darüber berichten sie mit Kollegen aus München in der jüngsten Ausgabe des Fachjournals "Planta".

Am Lehrstuhl für Molekulare Pflanzenphysiologie und Biophysik dreht sich unter der Leitung von Professor Rainer Hedrich im Arbeitskreis von Peter Ache alles um die molekularen Grundlagen des Holzwachstums und um die damit verbundenen Wege zur Verbesserung des Werkstoffs Holz. Erstaunlich: "Diesem Thema hat die Forschung bisher nur wenig Aufmerksamkeit geschenkt", sagen die Pflanzenwissenschaftler.

Es ist also Pionierarbeit, die in Würzburg geleistet wird. Vor zwei Jahren haben Hedrich und Ache mit ihrem Team erstmals beschrieben, dass bestimmte Proteine, die so genannten Kalium-Kanäle, für das Holzwachstum ausschlaggebend sind. Im Normalfall sorgen sie dafür, dass der wichtige Nährstoff Kalium in der Pflanze einem kontrollierten Transport unterliegt.

Die Forscher ließen Pappeln heranwachsen, denen zu wenig Kalium zur Verfügung stand. Daraufhin blieben die Fasern und Gefäße des Holzes sowie die Zone der Holzbildung im Stamm kleiner und kompakter als normal. Dieselben Symptome stellten sich ein, wenn abgeschnittene Äste mit einem Stoff behandelt wurden, der die Kalium-Kanäle blockiert. Somit war klar, dass das Holzwachstum sowohl von Kalium als auch von Kalium-Kanälen abhängt.

Jetzt haben die Wissenschaftler unter den verschiedenen Kalium-Kanälen, die es bei Pflanzen gibt, eine ganz spezielle Sorte gefunden. Diese Kanäle kommen bei der Pappel in den so genannten Strahlzellen des Holzes vor. Dort sorgen sie im Herbst für den Transport des Kaliums in das Holz. Im Verlauf des Holzwachstums sterben die Holzfasern langsam ab. Dieser Prozess wird vermutlich ebenfalls durch die beschriebenen Kanäle gesteuert, indem diese überschüssiges Kalium abgeben. Bei der Pappel findet sich diese Kanalsorte in so großen Mengen, dass den Würzburgern nun eine Premiere gelungen ist: Sie konnten erstmals Kalium-Kanäle im Gewebe eines Baums sichtbar machen - mit Hilfe fluoreszenzmarkierter Antikörper.

Die Kanäle bieten den Ansatzpunkt, um das Holz der Pappel aufzupeppen. "Wenn wir die Bäume genetisch so optimieren können, dass sie diese Kalium-Kanäle in verstärktem Ausmaß produzieren, dann wachsen sie womöglich genau so schnell, liefern aber wegen des früheren Absterbens der Faserzellen feinporigeres, festeres Holz", so die Prognose von Peter Ache. Wirtschaftlich wäre das nicht uninteressant, denn als nachwachsendem Rohstoff und Energieträger könnte Holz in Zukunft mehr Bedeutung erlangen. Weltweit beträgt der jährliche Pro-Kopf-Verbrauch an Holz derzeit etwa 0,66 Kubikmeter, über die Hälfte davon wird als Brennholz genutzt.

In einem Projekt, das von der Deutschen Forschungsgemeinschaft finanziell gefördert wird, wollen Hedrich und Ache nun weitere molekularbiologische, zellbiologische und elektrophysiologische Untersuchungen anstellen. Was geschieht im Verlauf der Holzbildung, wenn sich die Nährstoffversorgung der Pappeln ändert? Was passiert bei zu großer Kälte oder Trockenheit? Welchen Einfluss haben Pflanzenhormone auf die Kanäle in der Phase der Holzbildung? Bei diesen Arbeiten wollen die Forscher aus der Pappel weitere Gene isolieren, die für die Entwicklung der Holz bildenden Zellen wichtig sind.

Weitere Informationen: Dr. Peter Ache, T (0931) 888-6103, Fax (0931) 888-6158, E-Mail: ache@botanik.uni-wuerzburg.de

Matthias Arend, Andrea Stinzing, Christa Wind, Katharina Langer, Andreas Latz, Peter Ache, Jörg Fromm, Rainer Hedrich: "Polar-localised poplar K+ channel capable of controlling electrical properties of wood-forming cells". Planta 223, Dezember 2005, Seiten 140-148. DOI: 10.1007/s00425-005-0122-y

Die Pappel - Modellbaum der Pflanzenwissenschaft

Warum forschen die Würzburger Wissenschaftler ausgerechnet an der Pappel? Dieser Baum ist in den vergangenen Jahren zu dem Modellsystem für Holz bildende Pflanzen schlechthin geworden. Die Pappel hat - für einen Baum - ein relativ kleines Genom, wächst schnell und lässt sich leicht genetisch optimieren. Außerdem wurde ihr Erbgut sequenziert - das Ergebnis liegt seit Herbst 2004 vor.

Robert Emmerich | idw
Weitere Informationen:
http://www.uni-wuerzburg.de

Weitere Berichte zu: Ache Holzwachstum Kalium Kalium-Kanäle Pappel

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Der Türsteher im Gehirn
06.08.2020 | Institute of Science and Technology Austria

nachricht Peptide: Forschungs-Erfolg mit den kleinen Geschwistern der Proteine
06.08.2020 | Hochschule Coburg

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: Projektabschluss ScanCut: Filigranere Steckverbinder dank Laserschneiden

Eine entscheidende Ergänzung zum Stanzen von Kontakten erarbeiteten Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des Fraunhofer-Instituts für Lasertechnik ILT. Die Aachener haben im Rahmen des EFRE-Forschungsprojekts ScanCut zusammen mit Industriepartnern aus Nordrhein-Westfalen ein hybrides Fertigungsverfahren zum Laserschneiden von dünnwandigen Metallbändern entwickelt, wodurch auch winzige Details von Kontaktteilen umweltfreundlich, hochpräzise und effizient gefertigt werden können.

Sie sind unscheinbar und winzig, trotzdem steht und fällt der Einsatz eines modernen Fahrzeugs mit ihnen: Die Rede ist von mehreren Tausend Steckverbindern im...

Im Focus: ScanCut project completed: laser cutting enables more intricate plug connector designs

Scientists at the Fraunhofer Institute for Laser Technology ILT have come up with a striking new addition to contact stamping technologies in the ERDF research project ScanCut. In collaboration with industry partners from North Rhine-Westphalia, the Aachen-based team of researchers developed a hybrid manufacturing process for the laser cutting of thin-walled metal strips. This new process makes it possible to fabricate even the tiniest details of contact parts in an eco-friendly, high-precision and efficient manner.

Plug connectors are tiny and, at first glance, unremarkable – yet modern vehicles would be unable to function without them. Several thousand plug connectors...

Im Focus: Elektrogesponnene Vliese mit gerichteten Fasern für die Sehnen- und Bänderrekostruktion

Sportunfälle und der demografische Wandel sorgen für eine gesteigerte Nachfrage an neuen Möglichkeiten zur Regeneration von Bändern und Sehnen. Eine Kooperation aus italienischen und deutschen Wissenschaftler*innen forschen gemeinsam an neuen Materialien, um dieser Nachfrage gerecht zu werden.

Dem Team ist es gelungen elektrogesponnene Vliese mit hochgerichteten Fasern zu generieren, die eine geeignete Basis für Ersatzmaterialien für Sehnen und...

Im Focus: New Strategy Against Osteoporosis

An international research team has found a new approach that may be able to reduce bone loss in osteoporosis and maintain bone health.

Osteoporosis is the most common age-related bone disease which affects hundreds of millions of individuals worldwide. It is estimated that one in three women...

Im Focus: Neue Strategie gegen Osteoporose

Ein internationales Forschungsteam hat einen neuen Ansatzpunkt gefunden, über den man möglicherweise den Knochenabbau bei Osteoporose verringern und die Knochengesundheit erhalten kann.

Die Osteoporose ist die häufigste altersbedingte Knochenkrankheit. Weltweit sind hunderte Millionen Menschen davon betroffen. Es wird geschätzt, dass eine von...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Innovationstage 2020 – digital

06.08.2020 | Veranstaltungen

Innovationen der Luftfracht: 5. Air Cargo Conference real und digital

04.08.2020 | Veranstaltungen

T-Shirts aus Holz, Möbel aus Popcorn – wie nachwachsende Rohstoffe fossile Ressourcen ersetzen können

30.07.2020 | Veranstaltungen

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

Der Türsteher im Gehirn

06.08.2020 | Biowissenschaften Chemie

Kognitive Energiesysteme: Neues Kompetenzzentrum sucht Partner aus Wissenschaft und Wirtschaft

06.08.2020 | Energie und Elektrotechnik

Projektabschluss ScanCut: Filigranere Steckverbinder dank Laserschneiden

06.08.2020 | Verfahrenstechnologie

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