Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Forscher entschlüsseln, wie Pflanzen ihre Blätter abwerfen

09.12.2016

Wissenschaftler der Universität Hohenheim klären auf, wie Peptidhormone in Pflanzen gebildet werden. Sie bewirken den Abwurf von Pflanzenorganen.

Ohne sie gäbe es kein raschelndes Laub auf herbstlichem Boden: Peptidhormone heißen die Substanzen, die den Blattabwurf bewirken. Prof. Dr. Andreas Schaller, Pflanzenphysiologe an der Universität Hohenheim, hat nun mit seinem Team herausgefunden, wie diese Peptidhormone gebildet werden – und damit einen der grundlegenden Prozesse in der Pflanzenwelt aufgeklärt. Die Ergebnisse sind jetzt im Wissenschaftsmagazin „Science“ veröffentlicht: https://dx.doi.org/10.1126/science.aai8550.


Peptidhormone bewirken den Abwurf von Pflanzenorganen, ob Herbstlaub oder Blütenblätter nach der Bestäubung. Forscher der Universität Hohenheim klären auf, wie sie gebildet werden. | Bildquelle: Pixabay, CC0 Public Domain

Laubabwurf und Blutzuckerspiegel – zwei Dinge, die auf den ersten Blick nichts miteinander zu tun haben. Doch das täuscht: Beide Vorgänge werden durch Hormone mit Protein-Struktur, sogenannte Peptidhormone, reguliert. Beim Blutzucker ist dies das allgemein bekannte Insulin.

Dass Peptidhormone auch bei Pflanzen eine wichtige Rolle spielen, weiß man erst seit wenigen Jahren. „Sie sind etwa bei der Abwehr von Insekten von Bedeutung, und sie steuern Entwicklungsprozesse – wie zum Beispiel den Abwurf von Pflanzenorganen“, erklärt Prof. Dr. Andreas Schaller, Pflanzenphysiologe an der Universität Hohenheim.

Doch eine Frage war bis jetzt noch völlig offen: Wie die Pflanze solche Peptidhormone bildet. Diese Lücke konnte Prof. Dr. Schaller gemeinsam mit Dr. Annick Stintzi und seinen Mitarbeitern Katharina Schardon und Matthias Hohl nun schließen. Das renommierte Wissenschaftsjournal „Science“ hat die Forschungsergebnisse jetzt publiziert: https://dx.doi.org/10.1126/science.aai8550.

Acker-Schmalwand als Modellpflanze

Wenn die Pflanze Peptidhormone herstellt, bildet sie im ersten Schritt eine Vorstufe. „Das ist ein größeres Protein, aus dem das kleine Hormon anschließend herausgeschnitten wird“, erklärt Prof. Dr. Schaller. „Wir konnten klären, wie dieser Prozess funktioniert und welche Enzyme, auch Proteasen genannt, diese Proteinspaltung kontrollieren.“

Als Beispiel dient dem Forscherteam das Peptidhormon, das für den Abwurf von Pflanzen-Organen verantwortlich ist – der Laubblätter im Herbst ebenso wie der Blütenblätter nach der Bestäubung. Untersucht wurde die Frage an der Acker-Schmalwand Arabidopsis thaliana, die in der Forschung häufig als Modellpflanze fungiert.

Hemmstoff schaltet Proteasen aus

An dem Abwurf der Blütenblätter bei dieser Pflanze sind mehrere Proteasen beteiligt, die auch füreinander in die Bresche springen, wenn eine ausfällt. Deshalb müssen die Wissenschaftler alle Proteasen gleichzeitig hemmen, um ihre Funktion zu ermitteln. „Wir bringen die Pflanze dazu, selbst genau an der Blütenansatzstelle einen Hemmstoff zu bilden“, erläutert der Experte. „Und dafür nehmen wir einen anderen Organismus als Werkzeug.“

Ein Pilz, der Erreger der Kraut- und Knollenfäule der Kartoffel, ist dieses Werkzeug. Er ist in der Lage, den Hemmstoff zu bilden. Das dafür verantwortliche Gen schleust die Pflanzenphysiologen in die Acker-Schmalwand ein. Das Ergebnis: Die Pflanze wirft die Blütenblätter nicht mehr ab. „Daher wissen wir nun, dass die Proteasen für diesen Vorgang verantwortlich sind“, schlussfolgert Prof. Dr. Schaller.

Drei Proteasen bewirken Abwurf der Blütenblätter

Um die Proteasen noch genauer zu betrachten, isolieren die Forscher sie aus der Pflanze und testen im Labor, welche von ihnen das Peptid spalten kann. „Letztendlich sind es drei Proteasen, die für den Abwurf der Blütenblätter nötig sind“, berichtet der Forscher. „Es handelt sich um sogenannte Subtilasen, eng verwandt mit Substanzen, die in Waschmitteln gegen Proteinflecken zum Einsatz kommen.“

Dieser grundlegende Prozess dürfte in anderen Pflanzen auf ähnliche Art stattfinden, vermutet Prof. Dr. Schaller. „Und er ist von immenser Bedeutung in der Pflanzenwelt – sowohl für die Natur als auch für die Landwirtschaft."

Kontakt für Medien:
Prof. Dr. Andreas Schaller, Universität Hohenheim, Fachgebiet Physiologie und Biotechnologie der Pflanzen, T 0711 459 22197, E Andreas.Schaller@uni-hohenheim.de

Text: Elsner

Florian Klebs | idw - Informationsdienst Wissenschaft
Weitere Informationen:
http://www.uni-hohenheim.de/

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Anomale Kristalle: ein Schlüssel zu atomaren Strukturen von Schmelzen im Erdinneren
16.11.2018 | Universität Bayreuth

nachricht Günstiger Katalysator für das CO2-Recycling
16.11.2018 | Ruhr-Universität Bochum

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: Rasende Elektronen unter Kontrolle

Die Elektronik zukünftig über Lichtwellen kontrollieren statt Spannungssignalen: Das ist das Ziel von Physikern weltweit. Der Vorteil: Elektromagnetische Wellen des Licht schwingen mit Petahertz-Frequenz. Damit könnten zukünftige Computer eine Million Mal schneller sein als die heutige Generation. Wissenschaftler der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (FAU) sind diesem Ziel nun einen Schritt nähergekommen: Ihnen ist es gelungen, Elektronen in Graphen mit ultrakurzen Laserpulsen präzise zu steuern.

Eine Stromregelung in der Elektronik, die millionenfach schneller ist als heutzutage: Davon träumen viele. Schließlich ist die Stromregelung eine der...

Im Focus: UNH scientists help provide first-ever views of elusive energy explosion

Researchers at the University of New Hampshire have captured a difficult-to-view singular event involving "magnetic reconnection"--the process by which sparse particles and energy around Earth collide producing a quick but mighty explosion--in the Earth's magnetotail, the magnetic environment that trails behind the planet.

Magnetic reconnection has remained a bit of a mystery to scientists. They know it exists and have documented the effects that the energy explosions can...

Im Focus: Eine kalte Supererde in unserer Nachbarschaft

Der sechs Lichtjahre entfernte Barnards Stern beherbergt einen Exoplaneten

Einer internationalen Gruppe von Astronomen unter Beteiligung des Max-Planck-Instituts für Astronomie in Heidelberg ist es gelungen, beim nur sechs Lichtjahre...

Im Focus: Mit Gold Krankheiten aufspüren

Röntgenfluoreszenz könnte neue Diagnosemöglichkeiten in der Medizin eröffnen

Ein Präzisions-Röntgenverfahren soll Krebs früher erkennen sowie die Entwicklung und Kontrolle von Medikamenten verbessern können. Wie ein Forschungsteam unter...

Im Focus: Ein Chip mit echten Blutgefäßen

An der TU Wien wurden Bio-Chips entwickelt, in denen man Gewebe herstellen und untersuchen kann. Die Stoffzufuhr lässt sich dabei sehr präzise dosieren.

Menschliche Zellen in der Petrischale zu vermehren, ist heute keine große Herausforderung mehr. Künstliches Gewebe herzustellen, durchzogen von feinen...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Kalikokrebse: Erste Fachtagung zu hochinvasiver Tierart

16.11.2018 | Veranstaltungen

Können Roboter im Alter Spaß machen?

14.11.2018 | Veranstaltungen

Tagung informiert über künstliche Intelligenz

13.11.2018 | Veranstaltungen

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

Mikroplastik in Kosmetik

16.11.2018 | Studien Analysen

Neue Materialien – Wie Polymerpelze selbstorganisiert wachsen

16.11.2018 | Materialwissenschaften

Anomale Kristalle: ein Schlüssel zu atomaren Strukturen von Schmelzen im Erdinneren

16.11.2018 | Biowissenschaften Chemie

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