idw – Informationsdienst Wissenschaft
Nachrichten, Termine, Experten
Nachrichten, Termine, Experten
Potsdamer Max-Planck-Forscher entschlüsseln genetische Grundlagen der Frosttoleranz von Pflanzen
Viele Pflanzen sind in der Lage, ihre Frosttoleranz zu erhöhen, wenn sie längere Zeit kühleren Temperaturen ausgesetzt sind. Bisherige Untersuchungen hatten gezeigt, dass diese Akklimatisierung von komplexen Veränderungen in der Expression von Genen und Gengruppen begleitet ist. Wissenschaftler des Max-Planck-Instituts für molekulare Pflanzenphysiologie in Potsdam haben jetzt erstmals die Aktivität aller Gene einer Pflanze, der Ackerschmalwand, vor und nach einer solchen Kälteanpassung miteinander verglichen. Dabei stellte sich heraus, dass sich dabei die Expression bei über 2.000 Genen signifikant verändert. Dieser Vergleich legt erstmals offen, welche Prozesse in Pflanzen bei der Vorbereitung auf die Überwinterung dominieren (PloS Genetics, 11. August 2005).
Frosttoleranz ist für Pflanzen in gemäßigten und kalten Klimazonen ein wichtiger Faktor, der die geographische Verbreitung einer Art entscheidend mitbestimmt. In der Landwirtschaft führen Frosteinbrüche darüber hinaus immer wieder zu katastrophalen Ernteverlusten. Doch der klassischen Pflanzenzüchtung ist es bisher nicht gelungen, die Frosttoleranz wichtiger Kulturpflanzen entscheidend zu verbessern. Dies liegt vor allem daran, dass die Frosttoleranz ein komplexes, quantitatives Merkmal von Pflanzen ist, das keinem einfachen Mendelschen Vererbungsschema folgt.
Zudem sind viele Pflanzen der gemäßigten Breiten in der Lage, während einer Akklimatisierungsphase von mehreren Tagen bis Wochen bei Temperaturen knapp über dem Gefrierpunkt ihre Frosttoleranz deutlich zu erhöhen. In der Natur findet dieser Prozess im Herbst statt und bereitet die Pflanzen auf des Überleben im Winter vor.
Diese Akklimatisierungsfähigkeit ist seit langem bekannt und die ihnen zugrunde liegenden physiologischen und genetischen Mechanismen wurden vielfach untersucht. Dennoch war bisher unbekannt, wie viele und welche Gene an der Akklimatisierung einer Pflanze an niedrige Temperaturen beteiligt sind. Wissenschaftler des Max-Planck-Instituts für molekulare Pflanzenphysiologie haben deshalb die Expression aller Gene von Arabidopsis thaliana, der Ackerschmalwand, mit Hilfe spezieller "Microarray"-Techniken untersucht. Diese erlauben es inzwischen, die Aktivität aller Gene eines Organismus in einer einzigen Messung zu bestimmen.
Arabidopsis ist einer der wichtigsten pflanzlichen Modellorganismen und zeigt eine gute Kälteakklimatisierung. Da das Genom dieser Pflanze vollständig sequenziert ist, eignet sie sich besonders gut für Experimente, bei denen die globale Regulation der Genexpression untersucht wird.
Diese Akklimatisierungsfähigkeit ist seit langem bekannt und die ihnen zugrunde liegenden physiologischen und genetischen Mechanismen wurden vielfach untersucht. Dennoch war bisher unbekannt, wie viele und welche Gene an der Akklimatisierung einer Pflanze an niedrige Temperaturen beteiligt sind. Wissenschaftler des Max-Planck-Instituts für molekulare Pflanzenphysiologie haben deshalb die Expression aller Gene von Arabidopsis thaliana, der Ackerschmalwand, mit Hilfe spezieller "Microarray"-Techniken untersucht. Diese erlauben es inzwischen, die Aktivität aller Gene eines Organismus in einer einzigen Messung zu bestimmen.
Arabidopsis ist einer der wichtigsten pflanzlichen Modellorganismen und zeigt eine gute Kälteakklimatisierung. Da das Genom dieser Pflanze vollständig sequenziert ist, eignet sie sich besonders gut für Experimente, bei denen die globale Regulation der Genexpression untersucht wird.
Criteria of this press release:
Biology, Environment / ecology, Information technology, Oceanology / climate
transregional, national
Research results
German
You can combine search terms with and, or and/or not, e.g. Philo not logy.
You can use brackets to separate combinations from each other, e.g. (Philo not logy) or (Psycho and logy).
Coherent groups of words will be located as complete phrases if you put them into quotation marks, e.g. “Federal Republic of Germany”.
You can also use the advanced search without entering search terms. It will then follow the criteria you have selected (e.g. country or subject area).
If you have not selected any criteria in a given category, the entire category will be searched (e.g. all subject areas or all countries).
