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 Deutschlandweit einziges Chinatron an der Uni Ulm: Wegbereiter des bionischen Baumstamms
19.08.2019 | Universität Ulm

nachricht Wie synthetische Zellen schädliche Bakterien bekämpfen
19.08.2019 | DWI – Leibniz-Institut für Interaktive Materialien

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: "Qutrit": Komplexe Quantenteleportation erstmals gelungen

Wissenschaftlern der Österreichischen Akademie der Wissenschaften und der Universität Wien ist es gemeinsam mit chinesischen Forschern erstmals gelungen, dreidimensionale Quantenzustände zu übertragen. Höherdimensionale Teleportation könnte eine wichtige Rolle in künftigen Quantencomputern spielen.

Was bislang nur eine theoretische Möglichkeit war, haben Forscher der Österreichischen Akademie der Wissenschaften (ÖAW) und der Universität Wien nun erstmals...

Im Focus: Laser für durchdringende Wellen: Forscherteam entwickelt neues Prinzip zur Erzeugung von Terahertz-Strahlung

Der „Landau-Niveau-Laser“ ist ein spannendes Konzept für eine ungewöhnliche Strahlungsquelle. Er hat das Zeug, höchst effizient sogenannte Terahertz-Wellen zu erzeugen, die sich zum Durchleuchten von Materialen und für die künftige Datenübertragung nutzen ließen. Bislang jedoch scheiterten nahezu alle Versuche, einen solchen Laser in die Tat umzusetzen. Auf dem Weg dorthin ist einem internationalen Forscherteam nun ein wichtiger Schritt gelungen: Im Fachmagazin Nature Photonics stellen sie ein Material vor, das Terahertz-Wellen durch das simple Anlegen eines elektrischen Stroms erzeugt. Physiker des Helmholtz-Zentrums Dresden-Rossendorf (HZDR) waren maßgeblich an den Arbeiten beteiligt.

Ebenso wie Licht zählen Terahertz-Wellen zur elektromagnetischen Strahlung. Ihre Frequenzen liegen zwischen denen von Mikrowellen und Infrarotstrahlung. Sowohl...

Im Focus: A miniature stretchable pump for the next generation of soft robots

Soft robots have a distinct advantage over their rigid forebears: they can adapt to complex environments, handle fragile objects and interact safely with humans. Made from silicone, rubber or other stretchable polymers, they are ideal for use in rehabilitation exoskeletons and robotic clothing. Soft bio-inspired robots could one day be deployed to explore remote or dangerous environments.

Most soft robots are actuated by rigid, noisy pumps that push fluids into the machines' moving parts. Because they are connected to these bulky pumps by tubes,...

Im Focus: Crispr-Methode revolutioniert

Forschende der ETH Zürich entwickelten die bekannte Crispr/Cas-Methode weiter. Es ist nun erstmals möglich, Dutzende, wenn nicht Hunderte von Genen in einer Zelle gleichzeitig zu verändern.

Crispr/Cas ist in aller Munde. Mit dieser biotechnologischen Methode lassen sich in Zellen verhältnismässig einfach und schnell einzelne Gene präzise...

Im Focus: Wie schwingen Atome in Graphen-Nanostrukturen?

Innovative neue Technik verschiebt die Grenzen der Nanospektrometrie für Materialdesign

Um das Verhalten von modernen Materialien wie Graphen zu verstehen und für Bauelemente der Nano-, Opto- und Quantentechnologie zu optimieren, ist es...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Gedanken rasen zum Erfolg: CYBATHLON BCI Series 2019

16.08.2019 | Veranstaltungen

Impfen – Kleiner Piks mit großer Wirkung

15.08.2019 | Veranstaltungen

Internationale Tagung zur Katalyseforschung in Aachen

14.08.2019 | Veranstaltungen

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

Wie synthetische Zellen schädliche Bakterien bekämpfen

19.08.2019 | Biowissenschaften Chemie

Neuartiger Ventiltrieb spart 20% Treibstoff

19.08.2019 | Energie und Elektrotechnik

Deutschlandweit einziges Chinatron an der Uni Ulm: Wegbereiter des bionischen Baumstamms

19.08.2019 | Biowissenschaften Chemie

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