Pflanzenhormone messen und verstehen

Synthetische Biologie: Veröffentlichung in Science Advances

21.11.2016 – Strigolactone sind wichtige Pflanzenhormone, die sowohl die Pflanzenentwicklung selbst als auch die Symbiose mit Bodenpilzen steuern. Bisher ist aber kaum verstanden, wie diese Hormone wirken. Dazu haben Forscher der Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf (HHU) um Prof. Dr. Matias Zurbriggen zusammen mit Kollegen aus Saudi-Arabien einen Sensor entwickelt, der kleinste Mengen des Hormons in Pflanzenzellen aufspürt. In der Fachzeitschrift Science Advances stellen sie den Sensor "StrigoQuant" vor.

Im Erdreich lebende Mykorrhiza -Pilze sind lebensnotwendig für viele Pflanzen. Die Bodenpilze leben symbiotisch mit deren Wurzeln und versorgen darüber die Pflanze mit wichtigen Nährsalzen. Dies gilt auch für Nutzpflanzen wie Mais und Reis. Damit sich solche Gemeinschaften bilden können, treten die Pflanzenhormone der Gruppe Strigolacton in Aktion.

Allerdings nehmen auch andere Pflanzen die Strigolactone war, zum Beispiel parasitische Spezies wie Striga und Orobanche . Nehmen sie im Erdreich Strigolactone wahr, beginnen sie zu wachsen und können Nutzpflanzenfelder in kurzer Zeit überwuchern. Gerade in mediterranen, afrikanischen und asiatischen Regionen stellen diese parasitischen Pflanzen ein ernstes Problem dar, da sie für erhebliche Ernteausfälle verantwortlich sein können.

Trotz dieser hohen Bedeutung der Strigolactone ist über ihren Wirkmechanismus noch sehr wenig bekannt. Forscher des Instituts für Synthetische Biologie der HHU haben mit Düsseldorfer Kollegen vom Institut für Quantitative und Theoretische Biologie (Jun.-Prof. Dr. Oliver Ebenhöh) und Prof. Dr. Salim Al-Babili von der saudi-arabischen King Abdullah University of Science & Technology (KAUST) einen Sensor entwickelt, der Strigolactone in kleinsten Mengen und mit hoher Spezifizität in Pflanzenzellen aufspürt. Mit diesem "StrigoQuant" getauften Sensor, den sie in Science Advances beschreiben, wollen die Forscher als nächstes die Signalwege und regulatorische Mechanismen in den Pflanzen untersuchen. Möglicherweise finden sie so auch Wege, um gegen parasitische Pflanzen vorzugehen, ohne die gewünschte Symbiose mit den Bodenpilzen zu stören.

Originalpublikation

Sophia L. Samodelov, Hannes M. Beyer, Xiujie Guo, Maximilian Augustin, Kun-Peng Jia, Lina Baz, Oliver Eben höh, Peter Beyer, Wilfried Weber, Salim Al-Babili, and Matias D. Zurbriggen , StrigoQuant: A genetically encoded biosensor for quantifying strigolactone activity and specificity, Science Advances, Vol. 2, no. 11, e1601266, 4. November 2016

DOI: 10.1126/sciadv.1601266  

Dr.rer.nat. Arne Claussen
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