Die Entdeckung von Pflanzengenen könnte Wissenschaftlern helfen, hitzebeständige Pflanzen zu entwickeln

6. April (team.) – Das Modell geht davon aus, dass die Ernteerträge sinken werden, wenn sich der Planet erwärmt. Die meisten Pflanzen vertragen keine extreme Hitze und anhaltende Dürreperioden.
Kürzlich entdeckten Forscher ein Gen, das Pflanzen hilft, Wärme zu spüren. Wissenschaftler hoffen auf ihre Entdeckung – detailliert in einem neuen Artikel, der am Dienstag veröffentlicht wurde in der Zeitschrift Nature Communications – wird die Entwicklung hitzebeständigerer Pflanzensorten ermöglichen.

“Wir brauchen Pflanzen, die wärmeren Temperaturen standhalten, eine längere Blütezeit und eine längere Wachstumsphase haben”, sagte Co-Autor Meng Chen in einer Pressemitteilung.
“Um jedoch die Temperaturreaktionen von Pflanzen ändern zu können, muss man zunächst verstehen, wie sie funktionieren. Deshalb ist es so wichtig, dieses Gen zu identifizieren, das eine Wärmeantwort ermöglicht”, sagte Chen, Professor für Botanik und Pflanzenwissenschaften an der Universität von Kalifornien, Riverside.

Das in der neuen Veröffentlichung beschriebene Gen ist das zweite hitzebedingte Pflanzengen, das Chen und ihre Forschungspartner entdeckt haben. Sie nannten das erste Gen HEMERA.
Pflanzen reagieren schnell auf Änderungen der Umgebungstemperatur und schließen die Poren in ihren Blättern, um beispielsweise zu vermeiden, dass zu viel Wasser verloren geht.
Um zusätzliche hitzebedingte Gene zu finden, haben die Forscher die Gene einer Brunnenkresse-Pflanze, Arabidopsis, optimiert, die so gezüchtet wurde, dass sie völlig temperaturunempfindlich ist.

Basierend auf dem, was Wissenschaftler aus der Entdeckung des HEMERA-Gens gelernt hatten, veränderten die Forscher das Genom der Brunnenkresse-Pflanze, bis sie auf Temperaturänderungen reagierte. Die Experimente zeigten das neue Gen namens RCB.
In einem Folgeexperiment brachten die Wissenschaftler die HEMERA- und RCB-Expression zum Schweigen und fanden sich erneut mit einer Pflanze wieder, die für die Umgebungstemperatur völlig taub war.
“Wenn Sie eines der Gene ausschalten, ist Ihre Pflanze nicht mehr temperaturempfindlich”, sagte Chen.

Sowohl HEMERA als auch RCB steuern die Expression einer Reihe von Genregulatoren, die alle an der Produktion und Regulation von Proteinen beteiligt sind, die an der Reaktion einer Pflanze auf Temperatur und Licht beteiligt sind.
Die von HEMERA und RCB kontrollierten Proteine ​​sind gleichmäßig in zwei verschiedenen Zellkomponenten verteilt, dem Kern und den Organellen, die als Chloroplasten bezeichnet werden.
In zukünftigen Studien wollten Wissenschaftler untersuchen, wie diese beiden unterschiedlichen Teile der Zelle ihre Aktionen koordinieren, um Pflanzenwachstum, Begrünung und Blüte auszulösen.
Die Wissenschaftler vermuten, dass die Kommunikation und Koordination zwischen dem Zellkern einer Pflanzenzelle und den Chloroplasten durch die Expression von HEMERA und RCB vermittelt wird.
“Wir waren begeistert, dieses zweite Gen zu finden”, sagte Chen. “Es ist ein neues Puzzleteil. Sobald wir verstanden haben, wie alles funktioniert, können wir es modifizieren und den Pflanzen helfen, besser mit dem Klimawandel umzugehen.” .

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