Jedes Lebewesen benötigt das Element Mangan als essenziellen Nährstoff. In Pflanzen ist es beispielsweise maßgeblich daran beteiligt, während der Photosynthese Wasser in Sauerstoff und Wasserstoff aufzuspalten. Ein deutsch-chinesisches Forscherteam hat nun bei der Acker-Schmalwand (Arabidopsis thaliana) erstmals gezeigt, wie Pflanzen einen Manganmangel wahrnehmen und welche Prozesse auf molekularer Ebene in der Pflanze stattfinden. Die Forscher wiesen nach, dass eine bisher unentdeckte Zellgruppe in der Pflanzenwurzel dabei eine entscheidende Rolle spielt. Von den Ergebnissen erhoffen sich die Wissenschaftler perspektivisch Ansätze, um Pflanzen gegen Manganmangel widerstandsfähiger zu machen. Manganmangel kommt häufig in alkalischen und kalkhaltigen Böden vor.

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Zu den weltweit meistzitierten Forschern gehören fünf Professoren der WWU: Laut dem Zitations-Ranking 2020 des US-amerikanischen Konzerns "Clarivate Analytics" sind Prof. Dr. Armido Studer, Prof. Dr. Frank Glorius, Prof. Dr. Helmut Baumgartner, Prof. Dr. Stefan Evers und Prof. Dr. Jörg Kudla dabei.

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Für Pflanzen sind ungünstige Umweltbedingungen ein erheblicher Stress. Ein hoher Salzgehalt (Natriumchlorid, NaCl) im Boden ist beispielweise ein solcher Stressor, der sich negativ auf die Pflanze auswirkt. Bodenversalzung ist vor allem in der Landwirtschaft ein ernst zu nehmendes Problem, besonders in trockenen Regionen der Welt. Biologinnen und Biologen der Westfälischen Wilhelms-Universität (WWU) Münster haben nun erstmals herausgefunden, dass Salzstress Kalziumsignale (Ca²+) in einer speziellen Zellgruppe in der Pflanzenwurzel auslöst, die darin eine „natriumempfindliche Nische“ bilden. Die Wissenschaftler identifizierten darüber hinaus ein kalziumbindendes Protein, das besonders zur Salztoleranz unter starken Salzstressbedingungen beiträgt. Die Studienergebnisse sind nun im Fachmagazin „Developmental Cell“ erschienen.

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Kalzium ist ein besonderer Mineralstoff – beispielsweise übertragen Kalziumionen in den Zellen der meisten Lebewesen als sogenannte Second Messenger wichtige Signale. Dies gilt gleichermaßen für tierische, pflanzliche und pilzliche Zellen. Mitglieder der Arbeitsgruppe „Plant Energie Biology“ unter der Leitung von Prof. Dr. Markus Schwarzländer an der Westfälischen Wilhelms-Universität (WWU) Münster und der Arbeitsgruppe von Prof. Dr. Alex Costa an der Universität Mailand wiesen mit Hilfe weiterer nationaler und internationaler Forschungseinrichtungen nun erstmals nach, über welche molekulare Maschinerie Kalziumionen in die Mitochondrien von Pflanzenzellen aufgenommen werden. Dieser Aufnahmeweg spielt für die Pflanze eine wichtige Rolle bei ihrer Berührungsempfindung. Die Studie ist jetzt in der Fachzeitschrift „The Plant Cell“ erschienen.

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Mitochondrien bieten einem Forschungsteam der Westfälischen Wilhelms-Universität (WWU) Münster zufolge unerwartete Krisenhilfe für Zellen, indem sie schädliche Stoffe „veratmen“. Eine aktuelle Studie aus dem Institut für Biologie und Biotechnologie der Pflanzen (IBBP) zeigt dreierlei: dass dieser Mechanismus durch reduktiven Stress ausgelöst werden kann, dass er die Faltung von für den Export bestimmten Proteinen beschützt und dass die „Zellkraftwerke“ somit noch flexibler agieren als bisher bekannt. Die Studie ist nun im Fachjournal „The Plant Cell“ erschienen.

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