• Skip to main content
  • Skip to secondary menu
  • Skip to primary sidebar

Lebensmittel- & Biotechnologie

Das Fachportal für Lebensmittelindustrie und Biotechnologie

  • Impressum
  • Welkin Media Verlag
Startseite » Umfassende Charakterisierung des Gefäßaufbaus von Pflanzen

Umfassende Charakterisierung des Gefäßaufbaus von Pflanzen

13. Januar 2021 von Helmut Mitteregger

Zwei Teams von durch die Alexander von Humboldt-Stiftung geförderten Pflanzenforschern und Bioinformatikern unter Leitung der Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf (HHU) ist es gelungen, erstmals die Funktionen der verschiedenen Zelltypen im Gefäßsystem der Blätter von Pflanzen zu identifizieren. Ihre grundlegenden Ergebnisse stellen sie in der aktuellen Ausgabe der Fachzeitschrift „The Plant Cell“ vor.

Das Gefäßsystem der Pflanzenblätter spielt eine Schlüsselrolle beim Transport von gelösten Stoffen von ihrem Entstehungsort – z.B. aus den Photosynthese-treibenden Blattzellen – zu ihren Speicher- oder Nutzungsorten. Zucker und Aminosäuren werden über die Leitbahnen von den Blättern zu den Wurzeln und Samen transportiert.
Als Phloem bezeichnet man den Teil des Leitbündels bei Gefäßpflanzen, der aus den Siebelementen – in denen der eigentliche Transport stattfindet – und ihren Geleitzellen, als auch den begleitenden Parenchym-Zellen besteht. In den Blattvenen gibt es mindestens sieben verschiedene Zelltypen mit spezifischen Rollen bei Transport, Stoffwechsel und Signalübertragung.
Über die Gefäßzellen in Blättern, insbesondere die funktionellen Zellen darin (das Phloemparenchym, kurz PP), ist bisher wenig bekannt. Zwei Teams von Alexander von Humboldt-Professuren in Düsseldorf und Tübingen, einer Kollegin aus Champaign Urbana in Illinois/USA und einem Bioinformatik-Lehrstuhl aus Düsseldorf legen die erste umfassende Analyse der Gefäßzellen in den Blättern der Ackerschmalwand (Arabidopsis thaliana) durch Einzelzellsequenzierung vor.

Isolierte Gefäßzellen von Arabidopsis; die Phloem-Parenchymzelle sind in Cyan markiert. | Abbildung: HHU / Ji-Yun Kim

Einzelsequenzierung in Pflanzen

Das Team der Alexander von Humboldt-Professorin Dr. Marja Timmermans von der Universität Tübingen hatte vor kurzem als erste Einzelsequenzierung in Pflanzen eingesetzt, um die Zellen der Wurzel zu charakterisieren. Hier haben Forscherinnen und Forscher aus dem Team des Alexander von Humboldt-Professors Dr. Wolf Frommer in Düsseldorf mit ihrer Hilfe erstmals die Zellen aus Blättern isoliert, um daraus einen Atlas aller steuernden RNA-Moleküle (das Transkriptom) des Blattgefäßsystems zu erstellen. Indem sie die Stoffwechselwege analysierten, konnten sie die Rolle der verschiedenen Zellen definieren.
Unter anderem wies das Forschungsteam erstmals nach, dass in den Parenchymzellen Transportproteine für Zucker (SWEET) und Aminosäuren (UmamiT) gebildet werden, die diese Stoffe von ihren Produktionsorten ins Leitungssystem abführen. Anschliessend werden diese über einen zweiten Transportersatz (SUT bzw. AAP) aktiv in den Siebelement-Geleitzellenkomplex importiert und dann aus dem Blatt exportiert.

Bei diesen umfassenden Untersuchungen spielten Biologen Hand in Hand mit HHU-Bioinformatikern um Prof. Dr. Martin Lercher und konnten feststellen, dass Phloemparenchym und Geleitzellen komplementäre Stoffwechselwege besitzen und daher in der Lage sind, die Zusammensetzung des Phloemsafts zu kontrollieren.
Erstautorin und Arbeitsgruppenleiterin Dr. Ji-Yun Kim von der HHU hebt hervor: „Unsere Analyse liefert völlig neue Einsichten in das Blattgefäßsystem und die Rolle und Beziehung der einzelnen Blattzelltypen.“ Institutsleiter Prof. Frommer ergänzt: „Die Kooperation der vier Arbeitsgruppen ermöglichte es, neue Methoden einzusetzen, um erstmals Einsichten in die wichtigen Zellen in den Leitbahnen von Pflanzen zu gewinnen und damit eine Basis für ein besseres Verständnis des Stofftransports in Pflanzen zu gewinnen.“

Originalpublikation:
Ji-Yun Kim, Efthymia Symeonidi, Tin Yau Pang, Tom Denyer, Diana Weidauer, Margaret Bezrutczyk, Manuel Miras, Nora Zöllner, Thomas Hartwig, Michael M. Wudick, Martin Lercher, Li-Qing Chen, Marja C.P Timmermans & Wolf B. Frommer, „Distinct identities of leaf phloem cells revealed by single cell transcriptomics“, The Plant Cell, 2021. DOI: 10.1093/plcell/koaa060

Teil des Düsseldorfer Forschungsteams (v.l.): Dr. Ji-Yun Kim, Prof. Dr. Wolf Frommer, Diana Weidauer. | Foto: HHU / Institut für Molekulare Physiologie


Filed Under: Forschung, News Tagged With: Blattvenen, Gefäßsystem, Pflanzen, Phloemparenchym, Zelltypen

Weitere Nachrichten

Mehrfach pilzresistente Rebsorte Felicia erhält Zulassung

Die Neuzüchtung aus dem deutschen Julius Kühn-Institut (JKI) ist widerstandsfähig gegen Echten und Falschen Mehltau sowie Schwarzfäule. Neuzüchtungen sind ein Baustein auf dem Weg zum nachhaltigeren Weinbau mit reduziertem … [Weiterlesen...] about Mehrfach pilzresistente Rebsorte Felicia erhält Zulassung

Neue vielversprechende Antikörper gegen SARS-CoV-2

Ein internationales Forscherteam unter Federführung der Universität Bonn hat neuartige Antikörper-Fragmente gegen das SARS-Coronavirus-2 gefunden und weiterentwickelt. Diese „Nanobodies“ sind viel kleiner als klassische Antikörper. Sie dringen daher … [Weiterlesen...] about Neue vielversprechende Antikörper gegen SARS-CoV-2

Höherprozentiges Ethanol aus Apfelresten durch ein optimiertes Verfahren

Bio-Ethanol, das als Grundchemikalie etwa in Desinfektionsmittel oder Biokraftstoff einsetzbar ist, wird bisher vorrangig aus Zuckerrüben und Getreide hergestellt. Der Universal-Stoff könnte künftig aber auch aus Resten der Apfelsaftproduktion … [Weiterlesen...] about Höherprozentiges Ethanol aus Apfelresten durch ein optimiertes Verfahren

Umfassende Charakterisierung des Gefäßaufbaus von Pflanzen

Zwei Teams von durch die Alexander von Humboldt-Stiftung geförderten Pflanzenforschern und Bioinformatikern unter Leitung der Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf (HHU) ist es gelungen, erstmals die Funktionen der verschiedenen Zelltypen im … [Weiterlesen...] about Umfassende Charakterisierung des Gefäßaufbaus von Pflanzen

Primary Sidebar

Aktuelle Ausgabe

Welkin Media News

Aktuelle Nachrichten aus unseren anderen Online-Portalen Österreichische Chemie Zeitschrift und Österreichische Kunststoffzeitschrift.

  • Doppelseitige Solarzellen aus Silizium und Perowskit für mehr Effizienz
    on 15. Januar 2021 by Birgit Fischer (Die Chemie Zeitschrift Österreichs)

    Doppelseitige Solarzellen können diffus von nicht selbst leuchtenden Oberflächen reflektierendes Licht in elektrischen Strom umwandeln. Perowskit-Silizim-Tandems eröffnen völlig neue Möglichkeiten für eine ultra-leistungsfähige […]

  • Premiere: VDWF-Praxisforum Kunststofftechnik 2021
    on 15. Januar 2021 by Kerstin Sochor (Österreichische Kunststoffzeitschrift)

    Am 3. März 2021 Uhr veranstaltet der VDWF (Verband Deutscher Werkzeug und Formenbauer) das erste Praxisforum Kunststofftechnik als kostenlose Online-Veranstaltung. Inhaltlich fokussiert diese Premiere auf nachhaltiges Handeln – im ökologischen […]

  • Neue Wege bei Quantencomputern für Molekulardynamik-Simulationen
    on 15. Januar 2021 by Birgit Fischer (Die Chemie Zeitschrift Österreichs)

    Quantencomputer besitzen das Potenzial, die Forschung und Entwicklung in der Pharmazie erheblich zu beschleunigen und zu optimieren. Boehringer Ingelheim kooperiert mit Google Quantum AI (Google) und gehen neue Wege bei der Anwendung von […]

  • Borealis und Tomra eröffnen Pilotanlage für Kunststoff-Rezyklat
    on 15. Januar 2021 by Kerstin Sochor (Österreichische Kunststoffzeitschrift)

    Borealis und Tomra haben die Inbetriebnahme ihrer hochmodernen Pilotanlage für mechanisches Recycling in Lahnstein, Deutschland, bekanntgegeben. Erstmals in Deutschland trennt eine Pilotanlage Post-Consumer-Kunststoffabfälle und liefert marktreife […]

  • Ein Ladungsdichte-Wellen-korreliertes Topologisches Halbmetall
    on 14. Januar 2021 by Birgit Fischer (Die Chemie Zeitschrift Österreichs)

    Entdeckung eines korrelationsgetriebenen Phasenübergang vom topologischen Halbmetall zum Isolator in Einkristallen des Materials (TaSe4)2I. Erkenntnisse eröffnen ein neues Forschungsgebiet für potenzielle Anwendungen in zukünftigen […]

  • 98 Prozent Reinheit: Essigsäure aus giftigem Kohlenmonoxid
    on 14. Januar 2021 by Birgit Fischer (Österreichische Kunststoffzeitschrift)

    Ein elektrochemischer Reaktor, mit dem flüssige Essigsäure aus Kohlenmonoxid hergestellt werden kann, wurde an der Rice University entwickelt. Der Reaktor verwendet einen Katalysator aus Kupfernanowürfeln und einen Festkörperelektrolyten. Die […]

  • Wintec startet Vertrieb in Europa
    on 14. Januar 2021 by Kerstin Sochor (Österreichische Kunststoffzeitschrift)

    Wintec, Mitglied der Engel Unternehmensgruppe mit Stammsitz in Österreich, erweitert den Vertrieb von t-win Spritzgießmaschinen auf Europa. Die Zweiplatten-Großmaschinen sind mit diesem Schritt weltweit verfügbar. The post Wintec startet […]

  • Velcorin‐Technologie von LANXESS stabilisiert Hard Seltzer effizient
    on 14. Januar 2021 by Birgit Fischer (Die Chemie Zeitschrift Österreichs)

    Die Velcorin‐Technologie bringt höchste Flexibilität, was auch entscheidend bei der Produktentwicklung und Markteinführung ist. Dank Kaltentkeimung haben Hefen, Schimmelpilze oder Bakterien keine Chance, Haltbarkeit und Geschmack der Getränke […]

  • Masterbatches von AF-Color für Hochtemperaturpolymere mit brillanten Farbergebnissen
    on 13. Januar 2021 by Kerstin Sochor (Österreichische Kunststoffzeitschrift)

    Brillante Farbergebnisse durch neu entwickelte Farbrezepturen auch für Hochtemperaturanwendungen. Durch Bündelung von Marktbeobachtungen, Kundenbedürfnissen und eigenem Fachwissen präsentiert der Masterbatch-Hersteller AF-Color unter dem Namen […]

  • CVnCoV: Bayer und CureVac kooperieren
    on 13. Januar 2021 by Birgit Fischer (Die Chemie Zeitschrift Österreichs)

    Bayer hat einen Kooperations- und Servicevertrag mit CureVac N.V. unterzeichnet, einem biopharmazeutischen Unternehmen, das in klinischen Studien eine neue transformative Medikamentenklasse auf Basis von Messenger-Ribonukleinsäure (mRNA) […]

Copyright © 2021 · Welkin Media Verlag

Zum Ändern Ihrer Datenschutzeinstellung, z.B. Erteilung oder Widerruf von Einwilligungen, klicken Sie hier: Einstellungen