Uraltes Lebermoos-Gen enthüllt Geheimnis des Pflanzenklonens

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Wissenschaftler haben herausgefunden, wie sich Pflanzen ohne Sex fortpflanzen. Die Entdeckung könnte Nutzpflanzen auf der Erde und anderswo verbessern. Der Schlüssel zu dieser Entdeckung liegt jedoch in einer Pflanze, die viele Gärtner verärgert.

Kurznachrichten

Nicht jede Pflanzenvermehrung erfolgt sexuell. Kartoffeln sind Knollen, Ingwer ist ein Rhizome – beide Formen der vegetativen Vermehrung erzeugen genetisch identische Individuen. Dies ist in der Landwirtschaft wünschenswert, da man Pflanzen mit bestimmten Eigenschaften züchten möchte. Die Auslösung der vegetativen Vermehrung ist jedoch ein Rätsel.

Kimitsune Ishizaki's Labor untersuchte Leberblümchen die sich durch winzige, abtrennbare Knospen in Bechern ausbreiten. „In früheren Untersuchungen fanden wir ein Gen, das an der Bildung von beiden beteiligt zu sein schien Gemma-Tassen und die Geschlechtsorgane der Pflanze. Aber es war völlig unklar, was es bewirkt.“

Sowohl Gemma-Kelche als auch Pflanzenzweige bilden neue Triebe abseits des Hauptkörpers. Das Team fragte sich: Steuert dasselbe alte genetische Werkzeug beide Prozesse bei allen Landpflanzen? Sie testeten die Idee, indem sie das Gen zum Modellanlage Arabidopsis thaliania.

Rasterelektronenmikroskop-Aufnahme einer abnormen „schnapsglasförmigen“ Struktur einer Lebermoos-Mutante ohne das SHOT GLASS-Gen. Die Struktur hat hohe, schmale Wände, die eine tiefe Schale mit leerem Inneren bilden. Im Gegensatz zu den normalen flachen Gemma-Schalen, die als kleine kreisförmige Öffnungen über die umgebende Pflanzenoberfläche verstreut sichtbar sind.
Rasterelektronenmikroskop-Bild, das eine abnormale „schnapsglasförmige“ Struktur eines Lebermoos-Mutanten zeigt, dem die SCHNAPSGLAS Gen. Bild: ISHIZAKI Kimitsune.

Als sie dieses Lebermoos-Gen einfügten, SCHNAPSGLAS, in eine Arabidopsis Sie stellten fest, dass eine Mutante, die keine Verzweigungen bilden konnte, plötzlich dazu in der Lage war. Ishizaki erklärt: „Das deutet darauf hin, dass der Mechanismus, mit dem Pflanzen neue Knospen abseits der Haupttriebspitze bilden, allen Landpflanzen gemeinsam ist.“ Diese Entdeckung bedeutet, dass Ishizakis Lebermoos zur Erforschung dieses landwirtschaftlich wichtigen Prozesses verwendet werden kann.

Neben der Landwirtschaft hat das Team auch Pharming Sie haben es im Visier, Lebermoos als Organismus für die Bioproduktion wertvoller chemischer Verbindungen zu nutzen, die derzeit von Bakterien und Hefen dominiert wird. Aber es könnte noch weiter gehen.

„Im Gegensatz zu Nutzpflanzen benötigen Lebermoose keinen Boden, sondern können allein durch Nebelkultivierung gezüchtet werden. Wir erforschen die Entwicklung von Lebermoosen, bei denen der gesamte Körper direkt als Nahrungsquelle zur Verfügung steht. Das bedeutet, dass sie sogar im Weltraum als Nahrungsquelle genutzt werden könnten.“

Forschungsquelle: New Phytologist, https://doi.org/pzg3Juli 30, 2025
Pressemitteilung: https://www.eurekalert.org/news-releases/1092296
Titelbild: Marchantia polymorpha von ISHIZAKI Kimitsune.

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Ein Forscher mit lockigem dunklem Haar und Bart, der ein graues T-Shirt trägt, untersucht in einer Laborumgebung eine Probe durch ein professionelles Mikroskop. Er justiert den Mikroskoptisch mit einer Hand, während er durch das Okular schaut.

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