Gestresste Pflanzen

Neues aus der Forschung

Meldung vom 28.09.2018

Forscher messen in Echtzeit, wie Pflanzen durch die Synthese von flüchtigen Abwehrstoffen auf Klimaextreme reagieren


181003-1244_medium.jpg
 
Klimakammer an der Universität Freiburg
Lukas Fasbender, Ana Maria Yáñez-Serrano, Jürgen Kreuzwieser, David Dubbert, Christiane Werner
Real-time carbon allocation into biogenic volatile organic compounds (BVOCs) and respiratory carbon dioxide (CO2) traced by PTR-TOF-MS, 13CO2 laser spectroscopy and 13C-pyruvate labeling
PLOS One
DOI: 10.1371/journal.pone.0204398

Ana Maria Yáñez-Serrano, Lukas Fasbender, Jürgen Kreuzwieser, David Dubbert, Simon Haberstroh, Raquel Lobo-do-Vale, Maria C. Caldeira, Christiane Werner
Volatile diterpene emission by two Mediterranean Cistaceae shrubs
Scientific Reports
DOI: 10.1038/s41598-018-25056-w

Hitze, Dürre oder Frost bedeuten Stress: Prof. Dr. Christiane Werner, Professorin für Ökosystemphysiologie am Institut für Forstwissenschaften der Universität Freiburg, erforscht mit ihrem Team, wie Pflanzen verschiedene Moleküle während des Stoffwechsels verarbeiten und welche sie zum Beispiel als Schutz vor Stress in flüchtige organische Verbindungen (BVOC) stecken. So kann sie erkennen, welcher Prozess im Inneren der Pflanze in Extremsituationen abläuft und was diese in die Atmosphäre abgibt. Zusammen mit Lukas Fasbender ist es nun gelungen, die Stoffwechselwege der mediterranen Pflanze Halimium halimifolium, bekannt als Gelbe Zistrose, in Echtzeit sichtbar zu machen. Ihre Ergebnisse stellen die Forschenden im Onlinefachmagazin „PLOS One“ vor.

Fasbender hat ein Messsystem in zwei Klimakammern aufgebaut, mit dem er nicht nur bestimmen kann, wieviel Kohlendioxid in der Photosynthese von Pflanzen aufgenommen oder abgegeben wird. Sondern er kann damit beobachten, was die Pflanze zusätzlich an biogenen flüchtigen organischen Elementen, unter anderem Schutz- und Duftmolekülen, in die Luft abgibt. Fasbender und Werner führten den Blättern des Zistrosengewächses markiertes Pyruvat zu, das aus drei Kohlenstoffatomen besteht und in der Pflanze als zentrales Stoffwechselprodukt vorkommt, da es zum Beispiel zur Synthese von BVOCs oder zur Energiegewinnung in der Atmung gebraucht wird.

Das Freiburger Forschungsteam, dessen Arbeit durch den Consolidator Grant des Europäischen Forschungsrates gefördert wird, verwendet dafür Pyruvat, das an einzelnen Atomen mit stabilen Isotopen markiert ist: „Damit könne wir in Echtzeit den Weg einzelner Atome und die Geschwindigkeit des Einbaus in BVOCs oder CO2 Kohlendioxid verfolgen“, erklärt Werner. Den Forschenden der Albert-Ludwigs-Universität gelang es so, im Sekundentakt zu beobachten, wie die mediterrane Pflanze das Pyruvat in ihren Stoffwechsel einbaut, die Moleküle zerlegt und den abgespalteten Kohlenstoff verarbeitet. Mit diesem System konnte Dr. Ana Maria Yáñez-Serrano nachweisen, dass mediterrane Zistrosen sogar sehr große, aus 20 Kohlenstoffatomen bestehende Moleküle, so genannte Diterpene, abgeben können.

Zurzeit verändert das Team die Licht- und Temperaturverhältnisse sowie die Wasser- und Luftzufuhr in den Lichtkammern, sodass die Pflanze stets auf neue Situationen reagieren müssen. „Uns interessiert, was sich innerhalb des Systems verschiebt und wie lange sich eine Pflanze zum Beispiel gegen eine Dürre schützen kann, bis das System kippt“, erklärt Werner. „Mit den aktuellen Ergebnissen unserer Echtzeitanalyse ist uns ein wichtiger Schritt zum besseren Verständnis der Regulationsmechanismen im pflanzlichen Kohlenstoffwechsel und der BVOC-Biosynthese gelungen.“


Diese Newsmeldung wurde erstellt mit Materialien von idw-online


News der letzten 2 Wochen


Meldung vom 12.10.2018 15:37

Lebten Vorfahren der Säugetiere unterirdisch

Die im Sonnenlicht enthaltene UV-Strahlung kann Zellen und Erbsubstanz schädigen. Die Natur hat daher für ei ...

Meldung vom 12.10.2018 15:31

Und es gibt sie doch noch

Trierer Studierende der Umweltbiowissenschaften haben eine verschollene Heuschrecken-Art auf Gran Canaria wied ...

Meldung vom 12.10.2018 15:18

Freilebende Schimpansen teilen Nahrung mit ihren Freunden

Warum sollte man sein Essen mit Personen teilen, die nicht zur eigenen Familie gehören und einem keinen direk ...

Meldung vom 12.10.2018 15:15

Gene für Blütenfarbe im Löwenmäulchen identifiziert

Evolutionäre Prozesse teilen Löwenmäulchen in zwei Farben - Studie erscheint in PNAS. Löwenmäulchen sind ...

Meldung vom 12.10.2018 15:08

Reinigung, aber sicher! Kokon schützt sensible Ameisenbrut vor giftiger Desinfektion

Ameisen sind reinliche Tiere: Wenn sie eine neue Nestbox beziehen, verbringen sie die ersten Tage damit, sie g ...

Meldung vom 12.10.2018 15:02

Paläothermometer verbessert: Schweizer Seen als Modellsystem

Seit Jahren versuchen Wissenschaftler das Klima der Vergangenheit zu ermitteln, um Vorhersagen zu zukünftigen ...

Meldung vom 12.10.2018 14:58

Erbkrankheit mittels Genkorrektur geheilt

Ein Forschungsteam der ETH Zürich und des Kinderspitals Zürich haben ein neu entwickeltes Korrekturwerkzeug ...

Meldung vom 12.10.2018 14:49

Dem Ursprung des Lebens auf der Spur

Membranfreie Mikrotröpfchen als idealer Ort für die Anreicherung und Aktivität von RNA, um Leben zu ermögl ...

Meldung vom 12.10.2018 14:42

Wie das Gehirn im Schlaf lernt

Welche Aktivitätsmuster im Gehirn auftreten, wenn Menschen Dinge erinnern oder vergessen, haben Forscherinnen ...

Meldung vom 12.10.2018 14:31

Ein Schritt zur biologischen Kriegsführung mit Insekten

Ein Forschungsprogramm der Forschungsbehörde des US-Verteidigungsministeriums könnte leicht zur Entwicklung ...

Meldung vom 12.10.2018 13:51

Artenreiche Wälder speichern doppelt so viel Kohlenstoff wie Monokulturen

Artenreiche subtropische Wälder können doppelt so viel Kohlenstoff aufnehmen wie Monokulturen. Dies berichte ...

Meldung vom 12.10.2018 13:24

Wissenschaftler weisen erstmals tödliche Vogelgrippe-Infektion beim Seeadler nach

Bleivergiftungen oder eine Kollision mit einem Zug waren bisher die wahrscheinlichsten unnatürlichen Todesurs ...

Meldung vom 12.10.2018 13:15

Chemische Kommunikation mit „Samentaxis“: Der Duft reifer Früchte lockt Lemuren an

Auf Madagaskar sind Lemuren als Samenausbreiter gefragt. In der Fachzeitschrift Science Advances zeigen Ulmer ...

Meldung vom 12.10.2018 13:10

Folgen der Klimaerwärmung: noch dramatischer als bisher berechnet

nternationale "Nature"-Studie zeigt, dass Pflanzen im Frühjahr immer früher wachsen, dadurch im Jahresverlau ...

Meldung vom 12.10.2018 13:05

Vor Zuschauern sind Singvögel leidenschaftlicher

Blaukopf-Schmetterlingsfinken intensivieren ihre Balzvorführungen, wenn Publikum anwesend ist. Wissenschaftle ...

Meldung vom 12.10.2018 12:50

Wie überleben Nervenzellen - Forschungsteam versucht den Zelltod zu stoppen

Eine interdisziplinäre und internationale Forschergruppe um Dr. Volker Busskamp vom Zentrum für Regenerative ...

Meldung vom 12.10.2018 12:43

Fruchtfliegen kontern Klimawandel durch Stoffwechselumstellung

Evolutionäre Auswirkungen durch den Klimawandel sind derzeit ein „hot topic“ der Evolutionsforschung. So ...



13.08.2018:
Wie Vögel lernen
20.07.2018:
Magie im Reagenzglas

18.06.2018:
Primaten in Gefahr
28.05.2018:
Störche im Aufwind
07.05.2018:
Misteln atmen anders

27.03.2018:
Kenne Deinen Fisch!

01.09.2016:
Elefanten im Sinkflug
13.12.2015:
Leben ohne Altern
22.05.2014:
Lebensraum Käse
22.05.2014:
Domino im Urwald
04.04.2014:
Nationalpark Asinara
13.03.2014:
Trend-Hobby Imker
04.09.2013:
Harmloser Terrorvogel
07.02.2013:
Wie Bienen riechen

Newsletter

Neues aus der Forschung