Neue Perspektiven für Eiweißpflanzen
Die Entschlüsselung des Genoms der Leguminosen Pflanze Medicago bietet neue Möglichkeiten für Eiweißpflanzen. Das neue Wissen über die oft genutzte Modellpflanze bietet einen Einblick in die Entstehung einer Kooperation zwischen der Pflanze und einem Bakterium, das atmosphärischen Stickstoff als Nährstoff für das Gewächs fixiert. Anders formuliert: Es wurde festgestellt, dass die häufig eingesetzte Modellplanze eine Symbiose mit einem Bakterium eingeht, welches atmosphärischen Stickstoff als Nährstoff für die Pflanze fixiert.
Hülsenfrüchte
Die kartierte Pflanze ‚Medicago truncatula', die zur Familie der Luzerne gehört, wird als Modellpflanze für das einzigartige Naturphänomen der Wurzelknöllchensymbiose von Hülsenfrüchten (Leguminosen) verwendet. In den Wurzelknöllchen der Pflanze leben Rhizobium-Bakterien, die Stickstoff aus der Luft binden und damit für die Pflanze verfügbar machen - ein Trick, zu dem nur eine andere Pflanzenart (Parasponia) in der Lage ist. Vor etwa 10.000 Jahren wurde diese Eigenschaft von den ersten Landwirten erkannt, weshalb Hülsenfrüchte wie Bohnen, Soja, Linsen und Erbsen zu den ältesten Kulturpflanzen gehören. Nach wie vor sind Leguminosen, die reich an Eiweiß sind, eine landwirtschaftlich bedeutende Pflanzengruppe: sie bedecken nämlich rund ein Drittel des weltweiten Ackerlandes.
Die Forscher
Die 128 Wissenschaftler aus acht Ländern, die an der Entschlüsselung des Medicago-Genoms mitgearbeitet haben, fokussierten sich auf die Interaktion zwischen Bakterium und Pflanze. Sie rekonstruierten, dass es vor 58 Millionen Jahren zu einem radikalen Wandel beim Vorläufer der Medicago-Pflanze kam, wobei die Genominformation verdoppelt wurde und das Zusammenleben zwischen Leguminosen und Rhizobium-Bakterium weiter Gestalt annahm.
Herausforderung
Die Herausforderung für die Forscher ist es, den genauen Mechanismus der Stickstoff-Fixierung heraus zu finden. Dazu wird einerseits das Genom von verwandten Pflanzen wie Luzerne (Alfalfa) und Sojabohnen verglichen und andererseits ein Vergleich mit der Pflanze Parasponia, der einzigen Ausnahme im Pflanzenreich, die Stickstoff fixiert, gezogen. Wenn das System verstanden wird, ist es möglich, dies auf andere Kulturen zu übertragen, so dass der Bedarf an Stickstoff in Form von Dünger reduziert werden kann.
Autor: Ruben Booijink, Alta Deutschland GmbH
Quelle: „Titel" - Autor: de Molenaar
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http://www.uni-bielefeld.de/Universitaet/Einrichtungen/Zentrale%20Institute/IWT/FWG/Genomforschung/Modellpflanze.html
