Was wir tun


Willkommen im Nick-Labor

  

Molekulare Zellbiologie (Prof. Dr. Peter Nick)

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Sekretariat

Protoplasma

Die Zeitschrift für Zellbiologie mit der längsten Tradition. mehr...

 

Kliwiresse - Weinbau klimafest

Am 1.10.2022 beginnt unser neues Interreg-Oberrhein Projekt Kliwiresse. In einem vom Botanischen Institut koordinierten Forschungsverbund mit Partnern aus den drei Ländern der Region geht es darum, den Weinbau an den Klimawandel anzupassen. Vielerorts können neue Rebanlagen nur noch mit künstlicher Bewässerung angelegt werden, was Konflikte mit der Trinkwasserversorgung schaffen wird. Wir bitten die Stamm-Mutter unserer Reben, die fast ausgestorbene Europäische Wildrebe, um Hilfe. Hier suchen wir nach Genen, die dabei helfen, mit Hitze-, UV- und Trockenstress zurechtzukommen, um diese in Kulturreben einzukreuzen. Dabei kommen modernste Technologien wie automatisierte Mikroskopiesysteme, non-targeted Metabolomik oder Doppelhaploidisierung zum Einsatz. Ziel sind KliWi-Reben (für Klima-Widerständig), die die Erfolgsgeschichte der ebenfalls in unserer Region entwickelten PiWi-Reben (für Pilz-Widerstandsfähig) fortschreiben sollen. Gleichzeitig sollen für die in der Region vorkommenden Unterlags- und Ertragssorten wissenschaftsbasierte Steckbriefe ihrer Klimaresilienz entwickelt werden, damit sich der Weinbau bei der Neuanlage von Rebanlagen anpassen kann. Das dreijährige Projekt soll 2.8 Millionen € kosten, wovon 1.6 Millionen € von Interreg Oberrhein übernommen werden.

Tumorwirkstoff aus einem lebenden Fossil

Die Hainanensische Kopfeibe (Cephalotaxus hainanensis) ist ein lebendes Fossil, das nur noch auf der chinesischen Insel Hainan vorkommt. In den Harzgängen der Rinde findet sich das wertvolle Harringtonin, das bislang wirksamste Mittel gegen Leukämie. Die wenigen noch verbliebenen Exemplare des kostbaren Baums, müssen bewacht werden, um zu verhindern, dass die wertvolle Rinde Wilderei zum Opfer fällt, denn die Rinde wird mit dem achtfachen Goldpreis aufgewogen. In einer Zusammenarbeit mit der chinesischen Akademie für tropische Landwirtschaft konnten wir nun den ersten Teil der Harringtoninbildung aufklären. Dies wurde nun in den angesehenen Proceedings of the National Academy of the USA (PNAS) publiziert. Kernstück dieser Arbeit waren die Ergebnisse von Dr. Huapeng Sun, der im Rahmen des Helmholtz-Förderprogramms für chinesische Postdocs, OCPC, zwei Jahre zweijährigen Forschungsaufenthalts am KIT, das entscheidende Enzym identifizieren konnte, welches das Grundgerüst der Harringtonine bildet. Damit wird es nun möglich, die Harringtoninbildung biotechnologisch in Tabakzellen nachzubilden. Biotechnologie könnte also dabei helfen, diesen vom Aussterben bedrohten Baum zu retten. PRESSEMELDUNG DES KIT.

 

 

Der neue "Strasburger"

Vor 127 Jahren begründete Eduard Strasburger das Lehrbuch der Botanik. Jetzt ist die 38. Auflage erschienen - damit ist der Strasburger das Biologielehrbuch mit der längsten Geschichte. Peter Nick steuerte einige 100 Seiten zu den Themen Struktur und Funktion des Pflanzenkörpers und pflanzliche Entwicklung bei. Der "Strasburger" verfolgt den Anspruch, das gesamte Wissen über Pflanzen umfassend, aktuell und dennoch gefiltert darzustellen. Auch wenn es noch nie so einfach war, sich Informationen zu beschaffen, besteht das Problem zunehmend darin, nach relevant und irrelevant zu filtern. Lehrbücher sind also nicht obsolet, sie sind wichtiger denn je. mehr...

FKI

Der Lehrpreis des Landes 2015 ging an Peter Nick and Mathias Gutmann. Mit dem Preisgeld bauten wir das Forum auf, um über die Grenzen von Fakultäten und Disziplinen kontroverse Themen zu hinterfragen und zu diskutieren.

Das Thema im nächsten Semester: "Darwin's Legacy". mehr...

 

 

 

 

 

Was gibt es Neues? Pflanzen-Thermometer gefunden

Der Klimawandel bedeutet nicht nur heiße und trockene Sommer, sondern auch, dass die Grenzen zwischen den Jahreszeiten immer mehr verschwimmen. Ein warmer März, gefolgt von einem frostigen April bedeuten oft große Verluste in Obst- und Weinbau. Wie können Pflanzen Kälte wahrnehmen und schnell darauf reagieren? Wir haben nun einen sehr kuriosen Thermometer gefunden - ein Motorprotein, das in der Wärme an den Mikrotubuli entlangwandert, wenn sich diese durch die Kälte auflösen, wandert dieser Motor jedoch in den Zellkern und fungiert als Genschalter, der Gene anschaltet, die zur Abhärtung gegen Frost führen. Können wir diesen Thermometer nutzen, damit sich Pflanzen schneller gegen Frost wappnen können?

Publikation Xu et al. (2022)

Neben diesem Motorprotein wird auch noch ein Genschalter, Cold Box Factor 4, in Antwort auf Kälte eintransportiert, wie wir für Weinreben zeigen konnten. Diese Arbeit wird in Kürze im International Journal of Molecular Science erscheinen.

 

M4F Aktuell: Wie Klimastress Pflanzen krankmacht

Esca & Co ist eigentlich eine stressbedingte Krankheit. Die verursachenden Pilze können viele Jahre im Holz siedeln, ohne Symptome zu verursachen. Wenn die Pflanze jedoch Klimastress ausgesetzt wird, wie es auch hierzulande immer öfter geschieht, kann der Pilz das wahrnehmen und bringt seinen Wirt um. In einer Kooperation mit dem Institut für Biologische Wirkstoff-Forschung (IBWF) in Kaiserslautern ist es uns nun gelungen, zwei dieser Signale aufzuklären. Unter Stress häuft sich im Holz der Weinrebe Ferulasäure an, weil diese Vorstufe des Holzstoffs Lignin nicht mehr eingebaut werden kann. Der Pilz Neofusicoccum parvum hat "gelernt", Ferulasäure als Signal für die Krise der Wirtspflanze zu erkennen und reagiert damit mit der Bildung von Fusicoccin A. Auch Fusicoccin A ist ein Signal. Es löst in der Weinrebe den programmierten Zelltod aus, eine Form von zellulärem Selbstmord, der eigentlich für die Abwehr von sogenannten biotrophen Pathogenen gedacht ist.

Khattab I, Fischer J, Kazmierczak A, Thines E, Nick P (2022) Hunting the plant surrender signal activating apoplexy in grapevines after Neofusicoccum parvum infection. Plant Cell Environment doi.org/10.1111/pce.14468 - pdf

BEITRAG CAMPUSRADIO

Was gibt es Neues?  Wildwein gegen Salzstress

Eine häufig übersehene Folge des Klimawandels ist die Zunahme der Bodenversalzung - steigende Meeresspiegel, aber auch künstliche Bewässerung führen dazu, dass immer mehr Böden verlorengehen. In einem vom BMBF und dem Tunesischen Wissenschaftsministerium geförderten Projekt haben wir dies für die Weinrebe untersucht. In einer vergleichenden Studie zeigte sich, dass eine im Atlasgebirge gefundene Wildrebe, Tebaba, selbst unter Salzstress zu wachsen vermag, obwohl das Salz durchaus aufgenommen wird und in die Blätter aufsteigt. Ein besonders robustes System von Antioxidantien hilft jedoch die daraus entstehenden Sauerstoffradikale zu entgiften. Über einen Vergleich der unter Salzstress aktivierten Gene in der Wurzel können wir dies mit der Bildung von Flavonoiden und der Umsteuerung des zentralen Zuckerstoffwechsels erklären. Diese Arbeit ist nun in Frontiers of Plant Sciences erschienen.

Veröffentlichung:

191. Daldoul S, Hanzouli F, Hamdi Z, Chenenaoui S, Wetzel T, Nick P, Mliki A, Gargouri M (2022) The root transcriptome dynamics reveals new valuable insights in the salt-resilience mechanism of Mediterranean wild grapevine (Vitis vinifera subsp. sylvestris). Front Plant Sci 13, 1077710 - pdf

 

 

 

Was wir forschen

Leben ist nicht einfach. Es gibt zwei Wege, das zu meistern – Tiere rennen davon, Pflanzen passen sich an. Wir wollen verstehen, wie. Der Schlüssel sind pflanzliche Zellen, denn sie vermitteln Gestalt, Anpassung und die enorme Vielfalt der Pflanzen.
Evolution löst Probleme nachhaltig, auf vielfältige Weise. Können wir diese Vielfalt nutzen? Wir wollen Biodiversität schützen und nutzen. Wir entwickeln Methoden, um Verbraucherschutz in Zeiten der Globalisierung zu sichern. mehr... Amaranth, das Superfood der Inka, als funktionelles Nahrungsmittel. Wir versuchen, den Gehalt an Omega-3-Fettsäuren zu erhöhen, um eine vegane Alternative für Seefisch zu entwickeln (EU-CORNET, 2020-2022), gemeinsam mit der Universität Hohenheim und Partnern aus Peru. mehr...
Pflanzen sind Meister der Anpassung. Wie meistern sie Stress? Wir arbeiten an Jasmonsäure, dem pflanzlichen "Adrenalin", aber auch über das Immunsystem der Weinrebe. mehr.. Gemeinsam mit Partnern aus der EUCOR-Region nutzen wir ein Ökosystem auf dem Chip, um chemische Kommunikation zwischen Pilzen und Pflanzen aufzuklären und für den nachhaltigen Pflanzenschutz zu nutzen (Interreg Wissenschaftsoffensive, 2019-2022). mehr...
Pflanzenzellen können Selbstorganisation ohne einen "Big Brother". Die Fähigkeit jeder einzelnen Zelle, sich selbst eine Richtung zu geben, ist hier zentral. Wie geht das? mehr... Die Mikrotubuli, ein Teil des pflanzlichen Cytoskeletts, können als Thermometer arbeiten. Können wir das nutzen, um Erdbeeren vor Frost zu schützen? (BMBF, 2018-2020)