Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

ETH Forscher bringen Blätter in Form

30.10.2001


Expansin am Blattrand führt zu Beulen (Bild: Andrew Fleming)


Expansin bringt nicht nur Blätter aus der Form, sondern bewirkt auch eine Umkehrung der Blattanordnung. War bis zum Blatt P1 die Anordnung im Gegenuhrzeigersinn, verlief sie nach dem künstlich hervorgerufenen Blatt I2 im Uhrzeigersinn (Bild: Fleming)


Protein kontrolliert die Blattform

Ein Forscherteam der ETH Zürich hat in Zusammenarbeit mit Forscherinnen und Forschern aus Polen und England wichtige Erkenntnisse über die Frage der Blattentwicklung in Pflanzen gewonnen. Das Eiweiß Expansin spielt dabei eine wichtige Rolle.

Eine Gruppe von Forschenden des Instituts für Pflanzenwissenschaften der ETH sowie der Universität Gdansk/Polen und der University of York/England zeigte in einer Studie, dass das Eiweiß Expansin die Blattbildung in einer Pflanze auslösen und die Bildung der Blattformen beeinflussen kann. Bereits seit einiger Zeit ist bekannt, dass das Protein die Dehnbarkeit der Zellwand moduliert. Ziel der Untersuchungen der Gruppe um Dr. Andrew Fleming war es zu zeigen, welche spezifische Aufgabe das Eiweiß bei der Blattentwicklung übernimmt.

Künstliche Aktivierung

Die Forschergruppe führte ihre Experimente an Tabakpflanzen durch. In diese wurde ein zusätzliches Expansin-Gen eingeschleust, das durch die Beigabe des Antibiotikums Tetracyclin aktiviert werden konnte. Ein System mit Antibiotikum als Auslöser eignet sich als Versuchssystem am besten, weil es am robustesten ist, erklärt Fleming. Tetracyclin wurde als Paste auf die präparierten Pflanzen aufgetragen. Die Forschenden beschränkten sich dabei auf zwei Orte innerhalb der Pflanze, um den Expansineffekt in den Tabaksetzlingen zu untersuchen: die Flanke frisch gesprossener Blätter und eine Stelle im Bildungsgewebe, an der natürlicherweise das nächste Blatt entsteht.

Blattabfolge modifiziert

Die Provokation war erfolgreich: es entstanden neue Blätter am "falschen" Ort. Die Struktur und Morphologie der künstlich hervorgerufenen Blätter zeigten keine Unterschiede zu normalen Blättern. Diese künstliche Blattbildung hatte zudem zur Folge, dass die gesamte nachfolgende Blattanordnung umgekehrt wurde. Sprossen bei einer Tabakpflanze die Blätter nacheinander im Gegenuhrzeigersinn, so entstanden die Blätter, die auf das künstlich hervorgerufene Blatt folgten, im Uhrzeigersinn.

Die Flanken junger Blätter, die mit der Expansinpaste behandelt worden waren, reagierten zudem mit einem verstärkten lokalen Wachstum. Die so entstandenen Auswüchse befanden sich jeweils nur auf der Seite, auf welcher induziert worden war. Die Gegenseite wies eine normale Morphologie auf.

Dehnbarkeit als Schlüsselfaktor

Die Resultate lassen zusammen mit der bereits bekannten Funktion des Expansins die Dehnbarkeit einer Zellwand als Schlüsselfaktor für die Formgebung erscheinen. Dies widerspricht der traditionellen Sicht, dass zuerst Zellteilungen und erst danach Zellvergrößerungen die Blattausformung bestimmen. Diese Ansicht wurde gemäß Fleming auch durch Experimente in Frage gestellt, die zeigten, dass durch künstlich herbeigeführte Zellteilung keine größeren Formveränderungen eintreten.

Die gezielte Vergrößerung von Pflanzenteilen dürfte im Bereich der Nutzpflanzenzüchtung auf grosses Interesse stoßen. Denkbar wäre zum Beispiel, durch klassische Züchtung oder biotechnologische Methoden die Expansin - Konzentration zu verändern und damit eine erhöhte Wachstumsrate und eine größere Anzahl Blätter zu ermöglichen.

Die Erkenntnisse des Forscherteams wurden kürzlich in den "Proceedings of the National Academy of Sciences" veröffentlicht

Anke Poiger | ETH Zürich
Weitere Informationen:
http://www.fmpro.ethz.ch/

Weitere Berichte zu: ETH Eiweiß Pflanze

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Need for speed: Warum Malaria-Parasiten schneller sind als die menschlichen Abwehrzellen
20.07.2018 | Universitätsklinikum Heidelberg

nachricht Erwiesen: Mücken können tropisches Chikungunya-Virus auch bei niedrigen Temperaturen verbreiten
20.07.2018 | Bernhard-Nocht-Institut für Tropenmedizin

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: Future electronic components to be printed like newspapers

A new manufacturing technique uses a process similar to newspaper printing to form smoother and more flexible metals for making ultrafast electronic devices.

The low-cost process, developed by Purdue University researchers, combines tools already used in industry for manufacturing metals on a large scale, but uses...

Im Focus: Rostocker Forscher entwickeln autonom fahrende Kräne

Industriepartner kommen aus sechs Ländern

Autonom fahrende, intelligente Kräne und Hebezeuge – dieser Ingenieurs-Traum könnte in den nächsten drei Jahren zur Wirklichkeit werden. Forscher aus dem...

Im Focus: Superscharfe Bilder von der neuen Adaptiven Optik des VLT

Das Very Large Telescope (VLT) der ESO hat das erste Licht mit einem neuen Modus Adaptiver Optik erreicht, die als Lasertomografie bezeichnet wird – und hat in diesem Rahmen bemerkenswert scharfe Testbilder vom Planeten Neptun, von Sternhaufen und anderen Objekten aufgenommen. Das bahnbrechende MUSE-Instrument kann ab sofort im sogenannten Narrow-Field-Modus mit dem adaptiven Optikmodul GALACSI diese neue Technik nutzen, um Turbulenzen in verschiedenen Höhen in der Erdatmosphäre zu korrigieren. Damit ist jetzt möglich, Bilder vom Erdboden im sichtbaren Licht aufzunehmen, die schärfer sind als die des NASA/ESA Hubble-Weltraumteleskops. Die Kombination aus exquisiter Bildschärfe und den spektroskopischen Fähigkeiten von MUSE wird es den Astronomen ermöglichen, die Eigenschaften astronomischer Objekte viel detaillierter als bisher zu untersuchen.

Das MUSE-Instrument (kurz für Multi Unit Spectroscopic Explorer) am Very Large Telescope (VLT) der ESO arbeitet mit einer adaptiven Optikeinheit namens GALACSI. Dabei kommt auch die Laser Guide Stars Facility, kurz ...

Im Focus: Diamant – ein unverzichtbarer Werkstoff der Fusionstechnologie

Forscher am KIT entwickeln Fenstereinheiten mit Diamantscheiben für Fusionsreaktoren – Neue Scheibe mit Rekorddurchmesser von 180 Millimetern

Klimafreundliche und fast unbegrenzte Energie aus dem Fusionskraftwerk – für dieses Ziel kooperieren Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler weltweit. Bislang...

Im Focus: Wiener Forscher finden vollkommen neues Konzept zur Messung von Quantenverschränkung

Quantenphysiker/innen der ÖAW entwickelten eine neuartige Methode für den Nachweis von hochdimensional verschränkten Quantensystemen. Diese ermöglicht mehr Effizienz, Sicherheit und eine weitaus geringere Fehleranfälligkeit gegenüber bisher gängigen Mess-Methoden, wie die Forscher/innen nun im Fachmagazin „Nature Physics“ berichten.

Die Vision einer vollständig abhörsicheren Übertragung von Information rückt dank der Verschränkung von Quantenteilchen immer mehr in Reichweite. Wird eine...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Stadtklima verbessern, Energiemix optimieren, sauberes Trinkwasser bereitstellen

19.07.2018 | Veranstaltungen

Innovation – the name of the game

18.07.2018 | Veranstaltungen

Wie geht es unserer Ostsee? Ein aktueller Zustandsbericht

17.07.2018 | Veranstaltungen

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

Neue Anwendungen für Mikrolaser in der Quanten-Nanophotonik

20.07.2018 | Physik Astronomie

Need for speed: Warum Malaria-Parasiten schneller sind als die menschlichen Abwehrzellen

20.07.2018 | Biowissenschaften Chemie

Die Gene sind nicht schuld

20.07.2018 | Medizin Gesundheit

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