Wie Bäume auf Umweltstress reagieren: Weltweit ausgeschriebener Forschungspreis für GSF-Doktorandin

Die Gewinnerin ist Doktorandin am Institut für Biochemische Pflanzenpathologie, das zum GSF – Forschungszentrum für Umwelt und Gesundheit in der Helmholtz-Gemeinschaft – gehört. Maren Olbrich erhält den Preis in der Kategorie „Pflanzen und Agrarwissenschaften“ mit einem Forschungsprojekt, das auf molekularer Zellebene untersucht, welchen Einfluss beispielsweise Umweltverschmutzung auf Bäume hat.

Das Projekt von Maren Olbrich, das sich gegenüber 300 Mitbewerbern durchsetzte, untersucht, wie Bäume auf Umweltstress reagieren. Ozonbelastung, hohe Kohlendioxidwerte und eine wachsende Schadstoffbelastung sind Stress für das Ökosystem – auch und vor allem für Bäume. Aber was genau passiert auf der molekularen Zellebene? Und welchen Einfluss haben die Veränderungen auf die Anfälligkeit für Krankheiten? Frau Olbrich analysiert, welche Gene unter bestimmten Voraussetzungen aktiviert und welche Proteine synthetisiert werden. Dadurch lassen sich Rückschlüsse darauf ziehen, ob und wie sich Pflanzen vor schädlichen Einflüssen schützen können.

Am 13. Februar erhielt das Institut den ersten Preis: ein 7300 Real-Time-PCR-System. Das Gerät hat in etwa einen Wert von rund 35.000 Euro.

Mit dem in vier Kategorien ausgerufenen Wettbewerb möchte Applied Biosystems, ein Unternehmen der Applera Corporation, vielversprechende Projekte rund um die Real-Time-PCR fördern. „Eine zentrale Methode für die Arbeit von Frau Olbrich war die quantitative Real-Time-PCR-Analyse. Dies, in Verbindung mit ihrem innovativen Ansatz und dem idealen Verfahren hat uns überzeugt“, sagt Tony Hardware, Public Relations Manager Europe, Applied Biosystems.

Die Polymerase-Kettenreaktion (PCR) ist eine Methode zur Vervielfältigung von Nukleinsäuren. Die Real-Time-PCR bietet gegenüber der klassischen PCR den Vorteil, dass schon während der Analyse quantitative Aussagen getroffen werden können. Die Methode ist sehr genau, hat ein breites Einsatzspektrum und ermöglicht darüber hinaus die Untersuchung schon kleinster Probenmengen.

„Wir haben die Pflanzen unterschiedlichen Stressfaktoren ausgesetzt. Auf der einen Seite war das abiotischer Stress zu dem beispielsweise Ozon zählt. Auf der anderen Seite biotischer Stress. In unserem Fall waren das Pilze“, erklärt die Gewinnerin. „Die Analyse hat gezeigt, wie sich die Genexpression und der Zellstoffwechsel verändern.“ Dadurch erhoffen sich die Mitarbeiter des Projekts, das Teil des Sonderforschungsbereichs 607 der Deutschen Forschungsgemeinschaft ist, Rückschlüsse auf den Zusammenhang zwischen verändertem Sekundärstoffwechsel und der Ausbreitung von Krankheitserregern (Phytopathogenen). Um eine weitere systematische Analyse der Vorgänge in der Zelle zu ermöglichen, wurde außerdem ein DNA-Chip aufgebaut. Mit seiner Hilfe lassen sich unter anderem Veränderungen der Genaktivitäten durch verschiedene Stressarten in der Zelle messen.

Die Möglichkeit, beispielsweise pflanzliche Stressgene zu quantifizieren, ist bei den im Institut verbreitet eingesetzten DNA-Chips allerdings eingeschränkt. „Deshalb kommt das 7300 Real-Time-PCR-System von Applied Biosystems genau richtig“, sagt Dr. Jörg Durner, kommissarischer Direktor des GSF-Instituts für Biochemische Pflanzenpathologie. „Die Real-Time-PCR eröffnet die Möglichkeit, ganz gezielt Markergene von abiotischem oder auch biotischem Stress zu quantifizieren. Die Sensitivität der Real-Time-PCR wird es auch ermöglichen, kleinste Probenmengen zu analysieren.“

Weitere Informationen:

GSF – Forschungszentrum für Umwelt und Gesundheit
Kommunikation
Tel: 089 3187-2460
Fax 089 3187-3324
E-Mail: oea@gsf.de
Für Applied Biosystems:
Claudia Klemm
Profilwerkstatt, Darmstadt
Tel: +49 (0)6151 5990217
Fax: +49 (0)6151 5990279
E-Mail: c.klemm@profilwerkstatt.de