Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Moos verdoppelte mehrmals sein Genom

nächste Meldung

„Das Moosgenom liegt zwischen dem der Algen und dem der Blütenpflanzen, die durch 800 Millionen Jahre Evolution getrennt sind“, erklärt Dr. Daniel Lang vom Helmholtz-Zentrum München, einer der beiden Erstautoren. Projektleiter Professor Dr. Stefan Rensing von der Philipps-Universität Marburg ergänzt: „Mit der vervollständigten Genomsequenz ist Physcomitrella endgültig zur Modellpflanze geworden.“ Die Autorinnen und Autoren erhoffen sich davon weitere Erkenntnisse über die Evolution der Landpflanzen, aber auch Anwendungsmöglichkeiten, etwa für den Pflanzenschutz.

Moose vermehren sich, anders als Samenpflanzen, nicht durch Samen, sondern durch mikroskopisch kleine Sporen, aus denen die neue Pflanze auskeimt.

Foto: Rabea Meyberg, AG Rensing; die Abbildung darf nur im Zusammenhang mit der zugehörigen wissenschaftlichen Veröffentlichung verwendet werden.

Das Kleine Blasenmützenmoos (Physcomitrella patens) erlaubt im Vergleich mit Samenpflanzen Rückschlüsse über die ersten Landpflanzen. Um erfolgreich zu sein, mussten sich diese an ein raues Klima mit extremen Temperaturschwankungen, mit Trockenheit, starker ultravioletter Strahlung und hoher Salzbelastung anpassen.

Wenn man die dabei erworbenen Schutzmechanismen besser kennt als bisher, kann man sie vielleicht auf Nutzpflanzen übertragen und diese widerstandsfähiger gegen die negativen Auswirkungen des globalen Klimawandels machen.

„Die vollständige Entschlüsselung des Moosgenoms ist eine elementare Voraussetzung, um die Lebensprozesse dieser einfach gebauten Pflanze zu verstehen“, sagt der Biologe Dr. Kristian K. Ullrich, der sich die Erstautorenschaft mit Daniel Lang teilt. Mittels neuer molekulargenetischer Techniken gelang es der Forschungsgruppe, Lücken zu schließen, die vor zehn Jahren noch verblieben waren.

Die Ergebnisse erlauben tiefe Einblicke in die Evolution der Landpflanzen. Überraschungen blieben dabei nicht aus: So sind in 500 Millionen Jahren wichtige Gene in fast unveränderter Reihenfolge erhalten geblieben, die zur pflanzentypischen Zellorganisation beitragen.

Das Team fand auch heraus, dass das Kleine Blasenmützenmoos seinen gesamten Genbestand zweimal komplett verdoppelte. Mehr als die Hälfte des Genoms enthält Transposonen – das sind Genabschnitte, die ihren Platz auf den Chromosomen wechseln können. Die Forschungsgruppe identifizierte außerdem einige gigantische Viren, die fest ins Genom eingebaut sind und möglicherweise die Keimzellen der Pflanzen vor Infektionen schützen.

An der Veröffentlichung sind neben Arbeitsgruppen aus Marburg, München und Freiburg weitere Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler aus ganz Europa, Nordamerika und China beteiligt. Die Deutsche Forschungsgemeinschaft, die Exzellenzinitiative von Bund und Ländern sowie das Bundesforschungsministerium sowie weitere Forschungsförderer unterstützten die zugrundeliegende Forschungsarbeit finanziell.

Originalveröffentlichung: Daniel Lang, Kristian K. Ullrich & al.: The P. patens chromosome-scale assembly reveals moss genome structure and evolution, The Plant Journal 2017,
DOI: http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/tpj.13801/abstract

Weitere Informationen:
Ansprechpartner: Professor Dr. Stefan Rensing,
Fachgebiet Zellbiologie
Tel.: 06421 28 21940
E-Mail: stefan.rensing@biologie.uni-marburg.de
Internet: http://plantco.de

Johannes Scholten | idw - Informationsdienst Wissenschaft

nächste Meldung

Im Focus: Nonstop-Transport von Frachten in Nanomaschinen

Max-Planck-Forscher entdecken die Nanostruktur von molekularen Zügen und den Grund für reibungslosen Transport in den „Antennen der Zelle“

Eine Zelle bewegt sich ständig umher, tastet ihre Umgebung ab und sendet Signale an andere Zellen. Das ist wichtig, damit eine Zelle richtig funktionieren kann.

Im Focus: Nonstop Tranport of Cargo in Nanomachines

Max Planck researchers revel the nano-structure of molecular trains and the reason for smooth transport in cellular antennas.

Moving around, sensing the extracellular environment, and signaling to other cells are important for a cell to function properly. Responsible for those tasks...

Im Focus: InSight: Touchdown auf dem Mars

Am 26. November landet die NASA-Sonde InSight auf dem Mars. Erstmals wird sie die Stärke und Häufigkeit von Marsbeben messen.

Monatelanger Flug durchs All, flammender Abstieg durch die Reibungshitze der Atmosphäre und sanftes Aufsetzen auf der Oberfläche – siebenmal ist das Kunststück...

Im Focus: Weltweit erstmals Entstehung von chemischen Bindungen in Echtzeit beobachtet und simuliert

Einem Team von Physikern unter der Leitung von Prof. Dr. Wolf Gero Schmidt, Universität Paderborn, und Prof. Dr. Martin Wolf, Fritz-Haber-Institut Berlin, ist ein entscheidender Durchbruch gelungen: Sie haben weltweit zum ersten Mal und „in Echtzeit“ die Änderung der Elektronenstruktur während einer chemischen Reaktion beobachtet. Mithilfe umfangreicher Computersimulationen haben die Wissenschaftler die Ursachen und Mechanismen der Elektronenumverteilung aufgeklärt und visualisiert. Ihre Ergebnisse wurden nun in der renommierten, interdisziplinären Fachzeitschrift „Science“ veröffentlicht.

„Chemische Reaktionen sind durch die Bildung bzw. den Bruch chemischer Bindungen zwischen Atomen und den damit verbundenen Änderungen atomarer Abstände...

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...