Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Forscher finden neuen Produktionsweg pflanzlicher SOS-Signale

02.01.2018

Uni Hohenheim und National Center for Biotechnology in Madrid entdecken bisher unbekannten Weg zur Bildung von Jasmonaten / Publikation in Nature Chemical Biology

Anknabbern verboten: Wenn Schadinsekten über eine Pflanze herfallen, setzt sich diese zur Wehr. Sie bildet Schutz-Substanzen, die für die Insekten giftig sind. Diese Abwehrreaktion wird von Botenstoffen ausgelöst, den Jasmonaten. Und deren Biosynthese gilt seit fast zwei Jahrzehnten als aufgeklärt.


Bildquelle: Universität Hohenheim / Andreas Schaller

Doch nun haben Pflanzenphysiologen der Universität Hohenheim in Stuttgart und des National Center for Biotechnology (CNB-CSIC) in Madrid einen alternativen Syntheseweg für Jasmonate gefunden. Die Pflanzenphysiologie muss daher viele Erklärungen zu Resistenzen und Hormonwirkungen neu durchdenken. Ihre Ergebnisse haben die Forscher im Wissenschaftsjournal Nature Chemical Biology veröffentlicht: http://dx.doi.org/10.1038/nchembio.2540

Sie kontrollieren die Abwehrreaktion der Pflanzen gegen Insekten und andere Schaderreger, und sie steuern zum Beispiel die Entwicklung der Pollen: Jasmonate sind Pflanzenhormone, die in fast allen Pflanzen vorkommen. „Die Frage, wie Jasmonate in der Pflanze gebildet werden, gilt eigentlich als längst aufgeklärt“, berichtet Prof. Dr. Andreas Schaller, Leiter des Fachgebiets Physiologie und Biotechnologie der Pflanzen an der Universität Hohenheim.

In den Jahren 2000 und 2001 hat die Hohenheimer Pflanzenphysiologin Dr. Annick Stintzi den letzten noch fehlenden Schritt des Biosyntheseweges gefunden. Das Forscherteam hat diese Ergebnisse damals in zwei Artikeln im Fachjournal Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) veröffentlicht. Beide fanden international große Beachtung.

Doch eine Sache bereitete den Wissenschaftlern Kopfzerbrechen: Mit immer empfindlicheren Messtechniken entdeckten sie, dass auch Mutanten ihrer Modell-Pflanze Acker-Schmalwand (Arabidopsis thaliana), die einen Gen-Defekt in dem bekannten Biosyntheseweg haben, Jasmonate bilden können. „Es musste also eine Alternative zum bekannten Syntheseweg geben“, erklärt Prof. Dr. Schaller.

Bypass umgeht bekannten Jasmonat-Syntheseweg

Gemeinsam mit Sally Weiss, Doktorandin an der Universität Hohenheim, und ihrem im Projekt federführenden Kooperationspartner Prof. Dr. Roberto Solano und seinem Team am National Center for Biotechnology (CNB-CSIC) in Madrid machten sie sich auf die Suche nach diesem alternativen Weg – und wurden fündig. „Er stellt sich als eine Art Bypass dar, der das zentrale Enzym im bekannten Syntheseweg umgeht und in parallelen Syntheseschritten ebenfalls zu Jasmonaten führt“, fasst Dr. Stintzi die Erkenntnisse zusammen.

Viele Schlussfolgerungen zu Resistenzen und Hormonwirkungen gingen bisher jedoch von einem einzigen Syntheseweg aus. „Sie muss man nun hinterfragen“, betont Prof. Dr. Schaller. Da man beispielsweise bei der Arabidopsis-Mutante annahm, dass sie keine Jasmonate bilden kann, habe man Wirkungen auf andere Signalmoleküle zurückgeführt. „Jetzt wissen wir, dass doch Jasmonate im Spiel sein können.“

Entdeckung erlaubt neue Schlussfolgerungen

Interessant sind diese Erkenntnisse auch für die Erforschung ursprünglicher Landpflanzen wie den Moosen. „Bisher war unklar, woher in diesen Pflanzen die Jasmonate kommen, denn ihnen fehlt der altbekannte Syntheseweg“, sagt Prof. Dr. Schaller. Jetzt gehen die Experten davon aus, dass niedere Pflanzen wohl nur über den neu entdeckten, höhere dagegen über beide Wege zur Bildung von Jasmonaten verfügen.

Erstmals entdeckt wurden die Botenstoffe im Duft des Jasmins, was ihnen auch den Namen gab. Die flüchtigen Stoffe erreichen auch andere Pflanzen und stellen eine Art SOS-Signal dar: Wird der Jasmin-Busch von Schaderregern befallen, warnt er auf diese Weise die ihn umgebenden Pflanzen. So wird deren Abwehr frühzeitig induziert. „Vor diesem Hintergrund ist durchaus denkbar, Pflanzen mit Jasmonaten zu behandeln und damit ihre Resistenz zu fördern“, zeigt Prof. Dr. Schaller auf.

Aktuelle Publikation

Andrea Chini, Isabel Monte, Angel M Zamarreño, Mats Hamberg, Steve Lassueur, Philippe Reymond, Sally Weiss, Annick Stintzi, Andreas Schaller, Andrea Porzel, José M García-Mina & Roberto Solano (2018): An OPR 3-independent pathway uses 4,5-didehydrojasmonate for jasmonate synthesis, http://dx.doi.org/10.1038/nchembio.2540

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

Zu den Pressemitteilungen der Universität Hohenheim
https://www.uni-hohenheim.de/presse

Text: Elsner

Elsner | idw - Informationsdienst Wissenschaft

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