Wissenschaft im Überblick: 22. August

Hier ist die Zusammenfassung der meistgeteilten Artikel auf Bluesky dieser Woche. Es war eine frustrierende Woche. Nicht etwa, weil es schwierig wäre, Artikel zu finden, sondern im Gegenteil. Viele davon wären interessant genug, um sie genauer zu lesen und darüber zu schreiben. Aber es gab auch viele interessante Artikel, die es nicht in die Liste geschafft haben. Allein am Freitag kamen so viele Beiträge an, dass ich gut und gerne eine ganze Woche beschäftigt sein werde. Aus irgendeinem Grund hatte ich erwartet, dass es im Sommer ruhiger werden würde. Wie üblich sind kostenpflichtige Artikel mit 💰 gekennzeichnet; alle anderen sind zum Zeitpunkt der Überprüfung kostenlos zugänglich.

1. Eine einzige genetische Innovation am Ursprung der Landbesiedlung von Pflanzen
Mbadinga Zamar, DL et al. · bioRxiv · 2 Beiträge · 61 Likes · 37 Reposts auf Bluesky

Wie die funktionellen Innovationen entstanden, die es Pflanzen vor 450 Millionen Jahren ermöglichten, das Land zu besiedeln, ist nach wie vor rätselhaft. Wir zeigen hier, dass der Erwerb einer einzigen Enzymfamilie entscheidend für die Evolution zweier dieser Innovationen war: der Kutikula, die Pflanzen vor Austrocknung und UV-Licht schützt, und der arbuskulären Mykorrhiza-Symbiose, die die Wasser- und Nährstoffaufnahme fördert.

2. Techniken und Herausforderungen bei der Untersuchung der photosynthetischen Diversität in submersen Süßwassergefäßpflanzen
Loew-Mendelson, E. et al. · Anwendungen in den Pflanzenwissenschaften · 2 Beiträge · 29 Likes · 16 Reposts auf Bluesky

Die photosynthetische Vielfalt aquatischer Pflanzen ist vergleichbar mit der terrestrischer Arten, doch die zugrundeliegenden Umweltbedingungen unterscheiden sich grundlegend. Trotz dieser Unterschiede haben aquatische und terrestrische Pflanzen konvergent Kohlenstoffkonzentrierungsmechanismen (CCMs) entwickelt. Die Charakterisierung dieser Prozesse in submersen Pflanzen hinkt jedoch aufgrund methodischer Einschränkungen im aquatischen Milieu hinter der in terrestrischen Systemen her. In diesem Artikel werden aktuelle Methoden zum Nachweis von CCMs in aquatischen Pflanzen untersucht und bewertet. Physiologische Methoden, darunter Gasaustausch- und Isotopenanalysen, liefern wertvolle Erkenntnisse über terrestrische Pflanzen, stoßen in aquatischen Systemen jedoch auf erhebliche Herausforderungen.

3. Ein bakterieller Metabolit verändert den Pilzstoffwechsel und löst den Übergang von Hyphen zu Hefen aus.
Bharathwaj, M. et al. · Current Biology · 1 Beitrag · 40 Likes · 13 Reposts auf Bluesky

Pilze wechseln ihre Zellmorphologie, um sich an ihre Umgebung anzupassen und diese zu besiedeln. Bei Candida albicans hängen die kommensale Besiedlung des Menschen und die Virulenz von einem reversiblen Wechsel zwischen invasiven Hyphen und sich ausbreitenden Hefezellen ab. Der Übergang von der Hefe- zur Hyphenform ist gut erforscht, der umgekehrte Übergang von den Hyphen zurück zur Hefeform hingegen vergleichsweise wenig. Mithilfe eines bildgebenden Verfahrens zur Visualisierung und Quantifizierung des Übergangs von den Hyphen zur Hefeform zeigen wir, dass das bakterielle Naturprodukt Gladiolin diesen Übergang beschleunigt.

4. Blattausschluss von Salzsprühnebel und Gewebetoleranz bilden die Grundlage für die lokale Anpassung an ozeanische Salzsprühnebel.
Plunkert, ML et al. · · Amerikanische Zeitschrift der Botanik · 1 Beitrag · 33 Likes · 11 Reposts auf Bluesky

Das Überleben gegenüber den Auswirkungen des ozeanischen Salzsprühnebels ist für Pflanzen in Küstenökosystemen von entscheidender Bedeutung. Die Mechanismen der Küstenpflanzenresilienz gegenüber Salzsprühnebel sind jedoch noch nicht vollständig erforscht. Wir untersuchten die Anpassungsmechanismen an Salzsprühnebel, indem wir fünf Breitengradpaare von Gelben Gauklerblumen-Akzessionen verglichen, die lokal an Küsten- und Binnenhabitate angepasst sind. Unsere Ergebnisse deuten darauf hin, dass die Anpassung von Pflanzen an Küstenhabitate häufig die Evolution mehrerer Mechanismen zur Bewältigung des durch ozeanischen Salzsprühnebel verursachten Stresses beinhaltet.

Botanische Gesellschaft von Amerika @botsocamerica.bsky.social · auf Bluesky

Blattausschluss von Salzsprühnebel und Gewebetoleranz bilden die Grundlage für die lokale Anpassung an ozeanische Salzsprühnebel.

Neue #AJB-Studie von @madisonplunkert.bsky.social, @pcdurant.bsky.social, @davidlowry.bsky.social & Katherine Egeler

doi.org/10.1002/ajb2...
#Botanik #Pflanzenkunde #Affenblume #Mimulus

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5. Die Kombination der morphogenen Regulatoren BABY BOOM und GRF-GIF verbessert die Transformationseffizienz von Mais und fördert die Blattregeneration.
Chen, Z. et al. · New Phytologist · 1 Beitrag · 22 Likes · 13 Reposts auf Bluesky

Die Transformation ist ein unverzichtbares Werkzeug für die Pflanzengenetik und die funktionelle Genomik. Obwohl die stabile Transformation in Mais kein großes Hindernis mehr darstellt, besteht weiterhin Bedarf an zugänglichen und effizienten Methoden für akademische Labore. Wir präsentieren hier das GGB-System, einen schnellen und effizienten Ansatz, der für die Transformation unreifer Embryonen in B104 und anderen Maislinien optimiert ist. Dieses System kombiniert zwei unterschiedliche morphogenetische Regulatoren, die Weizen-GRF4-GIF1-Chimäre und den Mais-Transkriptionsfaktor BABY BOOM (BBM) (daher der Name „GGB“), mit einem modifizierten QuickCorn-Protokoll. Dadurch wird die Regeneration transformierter Maispflänzchen in ca. 2 Monaten mit einer 7-fach höheren Effizienz als bei der Verwendung der einzelnen morphogenetischen Faktoren ermöglicht.

New Phytologist @newphyt.bsky.social · auf Bluesky

Die Kombination der morphogenen Regulatoren BABY BOOM und GRF-GIF verbessert die Transformationseffizienz von Mais und fördert die Blattregeneration.

???? nph.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/...
von Chen et al.

@WileyPlantSci #Pflanzenwissenschaft

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6. Identifizierung von Fleischfressern in der Blütenpflanze Saxifraga mittels multidisziplinärer Belege
Zhang, XJ et al. · Nature Communications veröffentlicht · 1 Beitrag · 25 Likes · 9 Reposts auf Bluesky

Die Wandlung von Beutetier zu Räuber ist eine bemerkenswerte Anpassungsstrategie, die allen fleischfressenden Pflanzen gemeinsam ist. Sie fangen und verdauen verschiedene tierische Beutetiere, um Nährstoffe (Stickstoff, N) zu gewinnen. Hier berichten wir über fleischfressende Pflanzen bei der alpinen Blütenpflanze Saxifraga candelabrum (Saxifragaceae; Saxifragales). Feldversuche und Herbaruntersuchungen zeigen, dass diese Pflanze Insekten aktiv mit Drüsenhaaren anlockt und fängt.

7. Die Entkopplung der Stomata während Hitzewellen verändert weder die Blattkühlung noch die Erholung bei Quercus ilex unter langfristiger experimenteller Dürre.
Gauthey, A. et al. · Baumphysiologie · 1 Beitrag · 18 Likes · 11 Reposts auf Bluesky

Wir untersuchten die Blattphysiologie und die Kronentemperatur in einem mediterranen Quercus ilex Wald, der über 20 Jahre lang experimentellem Regenausschluss ausgesetzt war, auch während einer intensiven Hitzewelle (>40 °C). Insgesamt Q. ilex Bei extremer Hitze wurde eine Entkopplung der Stomata beobachtet, dieser Mechanismus bot jedoch nur begrenzte Verdunstungskühlung und verhinderte keine Verbrennungen der Baumkrone. Langfristige Dürre beeinträchtigte hauptsächlich die Regenerationsfähigkeit und weniger das Auftreten der Entkopplung selbst.

Alice Gauthey @a-gthy.bsky.social · auf Bluesky

🌳🌡️ Unsere neue Studie ist erschienen! Wir zeigen, dass es bei extremer Hitze in ausgewachsenen Steineichen zu einer Entkopplung der Stomata kam; dieser Mechanismus führte jedoch nur zu einer sehr geringen Kühlung der Blätter. 🍂

academic.oup.com/treephys/adv...

@charlottegrossiord.bsky.social
@mdekauwe.bsky.social
und viele andere

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8. Das Bodenmikrobiom neu überdenken
Lee, J. et al. New Phytologist · 2 Beiträge · 14 Likes · 10 Reposts auf Bluesky

Das Konzept des Kernmikrobioms entstand in der Wirtsforschung, um mikrobielle Mitglieder oder Funktionen zu beschreiben, die über klar definierte räumliche, zeitliche und biologische Grenzen hinweg konserviert sind. In der Boden- und Pflanzenmikrobiomforschung hat sich der Begriff jedoch zunehmend hin zu analytisch definierten Teilmengen verschoben, die anhand studienspezifischer Schwellenwerte oder Kriterien ausgewählt werden. Durch die Synthese aktueller Literatur und standortübergreifender Analysen von Böden in Bioenergiepflanzenfeldern zeigen wir, dass die ursprüngliche biologische Bedeutung des Kernmikrobioms durch datensatzspezifische analytische Kriterien verwässert wurde.

New Phytologist @newphyt.bsky.social · auf Bluesky

✨ Papier im Rampenlicht ✨

(🧵 1/6) Das Bodenmikrobiom neu denken
nph.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/...

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9. Entwicklung einer Exo70-integrierten Domäne aus Gersten-NLR zur Verbesserung der Explosionsbeständigkeit
Saado, I. et al. Die Pflanzenzelle · 1 Beitrag · 15 Likes · 10 Reposts auf Bluesky

Intrazelluläre Immunrezeptoren schützen Pflanzen vor mikrobieller Invasion, indem sie von Pathogenen stammende Effektormoleküle erkennen und darauf reagieren, was häufig zum Zelltod führt. Pathogen-Effektoren können jedoch Mechanismen entwickeln, um der Immunerkennung zu entgehen, was verheerende Krankheiten zur Folge hat, die die globale Landwirtschaft bedrohen. Wir zeigen hier, dass eine integrierte Exo70-Domäne des intrazellulären Nukleotid-bindenden Leucin-reichen Repeats (NLR) RGH2 der Gerste sowohl mit dem Effektor des Reisbrand-Pathogens AVR-Pii als auch mit einer eng verwandten, Weizenbrand-verursachenden Variante interagieren kann.

10 Integration von Einzelzell-Omics-Techniken zur Aufklärung der räumlich-zeitlichen Komplexität der arbuskulären Mykorrhiza-Symbiose
Ferreras-Garrucho, G., Kanzler T., Paszkowski, U. · Zeitschrift für experimentelle Botanik · 1 Beitrag · 17 Likes · 9 Reposts auf Bluesky

In diesem Review fassen wir den aktuellen Wissensstand zur räumlich-zeitlichen Steuerung der arbuskulären Mykorrhiza-Symbiose (AMS) zusammen, bewerten die Relevanz bestehender räumlicher Datensätze für die AMS-Forschung und bieten neue Perspektiven für zukünftige Studien.

Zeitschrift für experimentelle Botanik @jxbotany.bsky.social · auf Bluesky

🧬🌱 REVIEW 🌱🧬

Ferreras-Garrucho et al. untersuchen aktuelle methodische Fortschritte in der Einzelzelltechnologie, um die räumlich-zeitliche Dynamik der arbuskulären Mykorrhiza-Symbiose zu entschlüsseln, wobei der Fokus auf zelltypspezifischen pflanzlichen und pilzlichen Transkriptomen liegt.

🔗 doi.org/10.1093/jxb/...

#Pflanzenwissenschaft 🧪

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11 Weltweite Ausbreitung opportunistischer pleuromeischer Bärlappgewächse nach dem Verschwinden der Wälder am Ende der Trias
Peng, J. et al. · npj Paläoökosysteme · 1 Beitrag · 21 Likes · 7 Reposts auf Bluesky

Umweltkrisen und Massenaussterben an Land werden typischerweise von ökologischen Umwälzungen gefolgt, in deren Verlauf opportunistische Pflanzen verwüstete Landschaften rasch besiedeln und kurzlebige Pioniergesellschaften bilden, die der Entstehung komplexer Waldökosysteme vorausgehen. Hier identifizieren wir ein solches Muster nach dem Massenaussterben am Ende der Trias vor etwa 201 Millionen Jahren. Wir dokumentieren das letzte weltweite Vorkommen der pleuromeischen Bärlappgewächse in unterjurassischen (hettangischen) Schichten Schwedens und zeigen biologische Verbindungen zwischen der Mutterpflanze Lycostrobus scottii und ihren Mega- und Mikrosporen auf.

12 Das Unsichtbare sichtbar machen: Hyperspektrale Bildgebung öffnet ein neues Fenster in den Bereich der Wurzelökonomie
Rewald, B. · New Phytologist · 1 Beitrag · 15 Likes · 8 Reposts auf Bluesky

Feinwurzeln – die „verborgene Hälfte“ der Pflanzen – regulieren die Wasser- und Nährstoffaufnahme sowie den Transport, bilden die Grundlage für die Ressourcennutzungsstrategien der Pflanzen und beeinflussen Prozesse in Pflanzengemeinschaften und Ökosystemen. Trotz ihrer ökologischen Bedeutung sind Wurzeln jedoch deutlich weniger erforscht als Blätter und Sprosse, was unter anderem auf methodische Herausforderungen zurückzuführen ist.

13 Die Genomsequenz von Valeriana officinalis identifiziert Kandidatengene für die Valerensäurebiosynthese und den Flavonoidstoffwechsel.
de Oliveira, JAVS, Baez, M., Pucker, B. · bioRxiv · 1 Beitrag · 14 Likes · 8 Reposts auf Bluesky

Valeriana officinalis ist der wissenschaftliche Name für Baldrian, eine Pflanze, die für die Produktion von Valerensäure bekannt ist, einer Verbindung mit angstlösenden Eigenschaften. Angststörungen stellen eine bedeutende globale Gesundheitskrise dar und beeinträchtigen den Alltag vieler Menschen. Angesichts der weltweit steigenden Nachfrage nach natürlichen, nicht-synthetischen Behandlungsmethoden gegen Angststörungen hat sich V. officinalis als vielversprechende, aber noch wenig genutzte Heilpflanze etabliert. Die Entschlüsselung ihres Genoms ist der erste Schritt zur Aufklärung der Biosynthese-Gene, die der Valerensäureproduktion zugrunde liegen, und ermöglicht so weitere Forschungen zu deren Herstellung. Wir berichten hier über die erste Genomsequenz von Baldrian mit einer Größe von 3.3 Gbp und einem N50-Wert von 110.8 Mbp sowie die zugehörige Annotation mit einem Vollständigkeitsgrad von 96.6 %. Dies stellt eine grundlegende Ressource für die Untersuchung der genetischen Basis des spezialisierten Stoffwechsels in Baldrian dar.

14 Bakterielle kleine regulatorische RNAs 💰
Papenfort, K. · Nature Reviews Mikrobiologie · 1 Beitrag · 21 Likes · 5 Reposts auf Bluesky

In diesem Review fasse ich die regulatorischen Funktionen bakterieller sRNAs zusammen, beschreibe die molekularen Mechanismen, die ihre Expression und regulatorischen Konsequenzen steuern, und diskutiere die vielen spannenden offenen Fragen rund um die sRNA-vermittelte Genregulation in Bakterien.

15 Was hat uns die Populationsgenomik über die Dynamik der Selektion und die Anpassung von Pflanzen gelehrt?
Gaut, BS et al. Molekularbiologie und Evolution · 1 Beitrag · 10 Likes · 8 Reposts auf Bluesky

Die Populationsgenomik hat unser Verständnis davon, wie natürliche Selektion Pflanzengenome prägt, grundlegend verändert. Die explosionsartige Zunahme von Daten aus der vollständigen Genomsequenzierung ermöglichte Schätzungen der Nukleotidvielfalt in Genomen, verdeutlichte die Wechselwirkungen zwischen Selektion, Rekombination und Demografie und erweiterte die Schlussfolgerungen über Nutzpflanzen und Modellorganismen hinaus auf nahezu jedes Pflanzensystem. In diesem Artikel fassen wir die wichtigsten Erkenntnisse und offenen Herausforderungen hinsichtlich der Wirkung natürlicher Selektion auf Pflanzengenome zusammen.

16 Partielle Mykoheterotrophie: eine gängige Strategie bei arbuskulären Mykorrhiza-Pflanzen?
Merckx, VSFT et al. New Phytologist · 1 Beitrag · 9 Likes · 8 Reposts auf Bluesky

Die überwiegende Mehrheit der Landpflanzen gibt einen Teil des durch Photosynthese produzierten organischen Kohlenstoffs an arbuskuläre Mykorrhiza-Pilze (AM-Pilze) in ihren Wurzelzellen ab. Die Pilze wiederum unterstützen die Pflanzen bei der Aufnahme von Nährstoffen und Wasser aus dem Boden. Dieser Kohlenstoff kann anschließend von seltenen, nicht-photosynthetischen, „mykoheterotrophen“ Pflanzen, die auf dasselbe Pilznetzwerk zurückgreifen, von den Mykorrhiza-Pilzen aufgenommen werden. Neuere Erkenntnisse deuten jedoch darauf hin, dass die Kohlenstoffaufnahme von AM-Pilzen auch bei einigen grünen Pflanzen vorkommt. In diesem Fall wären sie eher als partielle Mykoheterotrophe (Mixotrophe) denn als reine Autotrophe einzustufen. Wir diskutieren hier die evolutionären, ökophysiologischen, morphologischen, genetischen und umweltbedingten Belege für die Existenz und Verbreitung dieses Merkmals.

17 Pflanzenbioakustik: Entschlüsselung von Ultraschallemissionen 💰
Font Bordera, P. et al. · Zeitschrift für experimentelle Botanik · 1 Beitrag · 14 Likes · 6 Reposts auf Bluesky

Jahrzehntelang ging man davon aus, dass die Wechselwirkungen zwischen Pflanzen und ihrer Umwelt primär durch chemische und visuelle Reize vermittelt werden. Neuere Erkenntnisse haben jedoch eine bisher wenig erforschte Dimension der Pflanzenphysiologie aufgezeigt: die Ultraschallemissionen in der Luft. Dieser Übersichtsartikel bewertet die aktuelle Forschung im Bereich der Pflanzenbioakustik mit Fokus auf die Ultraschallerzeugung, charakteristische Merkmale und die Spezifität unter verschiedenen Stressbedingungen.

18 Die Mykorrhiza-Strategie nicht-heimischer Pflanzen variiert je nach Biom und Störung.
Cazzaniga, Singapur et al. Naturökologie & Evolution · 1 Beitrag · 9 Likes · 7 Reposts auf Bluesky

Die Vorhersage, welche nicht-heimischen Pflanzenarten sich wo etablieren werden, ist entscheidend für den Erhalt und das Management der Biodiversität. Theoretische Erkenntnisse legen nahe, dass die Mykorrhiza-Strategie nicht-heimischer Pflanzen deren Etablierungserfolg vorhersagen kann. In dieser Studie kombinieren wir einen globalen Datensatz von 440,788 Vegetationsaufnahmen mit Daten zum heimischen Status und Mykorrhiza-Typ der Pflanzen, um die Mykorrhiza-Strategie nicht-heimischer Pflanzen zu untersuchen.

19 Information über die Auswahl von Indikatorarten durch die Kombination von Artenassoziationen und Umweltreaktionen
Rissanen, T. et al. Ökologische Anwendungen · 1 Beitrag · 14 Likes · 5 Reposts auf Bluesky

Die Biodiversität verändert sich in einem beispiellosen Tempo, was die Notwendigkeit eines effektiven und skalierbaren ökologischen Monitorings unterstreicht. Die Auswahl geeigneter Arten für das Monitoring bleibt jedoch eine große Herausforderung. Indikatorarten können kostengünstige Stellvertreter für umfassendere Biodiversitätstrends liefern, doch es besteht eine entscheidende Lücke hinsichtlich robuster, datenbasierter Ansätze zur Identifizierung dieser Arten in komplexen und sich rasch verändernden Ökosystemen, die von Klima, Landnutzung und deren Wechselwirkungen geprägt sind. Wir stellen einen modellbasierten Ansatz zur Auswahl potenzieller Indikatorarten für das Monitoring borealer Unterwuchsgesellschaften vor, die einen entscheidenden Teil der Waldbiodiversität darstellen, aber oft nicht so kontinuierlich überwacht werden wie Bäume. Wir konzentrieren uns auf Gefäßpflanzen aufgrund ihrer Assoziationen mit verschiedenen Taxa. Mithilfe gemeinsamer Artenverbreitungsmodelle untersuchen wir Arten-Arten- und Arten-Umwelt-Beziehungen in ganz Finnland. Dabei nutzen wir landesweite Daten zur Unterwuchsvegetation, die fast 3000 Untersuchungsflächen in verschiedenen Bodentypen und bioklimatischen Zonen abdecken, sowie wichtige Umweltfaktoren, die Klima, Lebensraum und Forstwirtschaft repräsentieren.

Titelbild: Zostera muelleri novazelandica by Lloyd Esler / iNaturalist CC BY-NC