Wissenschaft im Überblick: 8. August

Hier ist die Zusammenfassung der meistgeteilten Beiträge auf Bluesky dieser Woche. Zur Abwechslung habe ich Folgendes hinzugefügt: Mimulus als Titelbild anstatt Arabidopsis, wie Mimulus war das Thema des beliebtesten Artikels. Artikel hinter einer Bezahlschranke sind mit 💰 gekennzeichnet; ansonsten sind sie zum Zeitpunkt der Überprüfung kostenlos zugänglich.

1. Aufrechterhaltung der phänotypischen Divergenz bei zwei sympatrischen Gauklerblumenarten mit schwacher reproduktiver Isolation
Arenas-Castro, H. et al. bioRxiv · 1 Beitrag · 69 Likes · 25 Reposts auf Bluesky

Sympatrische Arten weisen oft durchlässige reproduktive Barrieren auf, dennoch koexistieren viele von ihnen als phänotypisch unterschiedliche Einheiten. Eine Erklärung für dieses scheinbare Paradoxon ist, dass die Selektion an Genorten, die divergierenden Merkmalen zugrunde liegen, die Wahrscheinlichkeit verringert, dass diese die Artgrenzen überschreiten. Chromosomale Umlagerungen können die homogenisierenden Effekte der Hybridisierung zusätzlich ausgleichen, indem sie Gruppen lokal adaptiver Allele erfassen und die Rekombination zwischen ihnen unterdrücken. Wir haben hier zwei junge, gemeinsam vorkommende Gauklerblumenarten, Mimulus glaucescens und M. guttatus, umfassend sequenziert, die nur geringe reproduktive Isolation und einen starken Genfluss aufweisen, aber dennoch phänotypisch unterschiedlich sind.

2. Das duale trxG/PcG-Protein ULTRAPETALA1 moduliert H3K27me3 und verstärkt direkt die Aktivität des POLYCOMB REPRESSIVE COMPLEX 2 für fein abgestimmte reproduktive Übergänge. 💰
Geshkovski, V. et al. Nature Plants · 1 Beitrag · 51 Likes · 22 Reposts auf Bluesky

Hier zeigen wir, dass das pflanzenspezifische Protein ULTRAPETALA1 (ULT1), das zuvor als trxG-Faktor beschrieben wurde, der der enzymatischen Untereinheit CURLY LEAF (CLF) von PRC2 entgegenwirkt, auch eine pro-PRC2-Funktion aufweist und den H3K27-Trimethylierungsgrad an über 1,000 Genen erhöht.

3. Die Pollenfreisetzung bei Vibrationsbestäubung hängt von der Vibrationsamplitude und der Übertragung der Blütenvibrationen ab, nicht aber von der spektralen Zusammensetzung. 💰
Vallejo-Marin, M., Magitteri, A., Jafferis, N. · Zeitschrift für Experimentelle Biologie · 1 Beitrag · 54 Likes · 15 Reposts auf Bluesky

Bienen nutzen Vibrationen in verschiedenen Verhaltenskontexten, unter anderem bei einer speziellen Sammelstrategie, bei der sie Blüten vibrieren lassen, um Pollen freizusetzen (Blütenvibrationen). Blütenvibrationen weisen oft komplexe spektrale Eigenschaften auf, die Grundfrequenzen und deren Obertöne kombinieren. Ihre funktionellen Auswirkungen sind jedoch noch nicht vollständig erforscht. Wir haben experimentell Bienensummen mit identischer Grundfrequenz (300 Hz), aber unterschiedlichem Obertongehalt (0, 2 oder 4 Obertöne) nachgebildet, um deren Einfluss auf die Pollenfreisetzung zu bestimmen – ein wichtiger funktioneller Effekt sowohl für die Biene als auch für die Blüte.

Mario Vallejo-Marin @nicrodemo.bsky.social · auf Bluesky

Wussten Sie, dass das Summen von Bienen auf Blüten reich an Obertönen ist? Wir haben untersucht, wie Obertöne, die Musikinstrumenten ihren einzigartigen Klang verleihen, die Bestäubung durch Summen beeinflussen. Ich freue mich sehr über die Veröffentlichung dieser Studie (@jexpbiol.bsky.social). Vielen Dank an @hfspo.bsky.social für die Unterstützung! doi.org/10.1242/jeb....

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4. Melatonin-Saatgutvorbehandlung: Eine klimaschonende, umweltfreundliche Strategie zur Verbesserung der Toleranz von Pflanzen gegenüber abiotischem Stress.
Raza, A. et al. Zeitschrift für Integrative Pflanzenbiologie · 3 Beiträge · 22 Likes · 18 Reposts auf Bluesky

Die Melatonin-Saatgutvorbehandlung (MSP) entwickelt sich rasant zu einer umweltfreundlichen und klimaschonenden Strategie zur Verbesserung der Stresstoleranz von Pflanzen… Dieser Übersichtsartikel fasst aktuelle mechanistische Erkenntnisse darüber zusammen, wie MSP durch die Modulation von Redoxsignalen, Hormonhomöostase und stressbezogenen Gennetzwerken Stresstoleranz bei verschiedenen Pflanzenarten vermittelt.

Ali Raza @aliraza6.bsky.social · auf Bluesky

Schaut euch unsere neue Open-Access-Studie darüber an, wie die Melatonin-Saatgutbehandlung die Widerstandsfähigkeit von Pflanzen gegen abiotische Stressfaktoren stärkt. Wir diskutieren neue molekulare Erkenntnisse und zukünftige Züchtungsstrategien zur Entwicklung stressresistenter Nutzpflanzen der nächsten Generation.

🖇️ onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/...

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5. Biomethan, das aus auf Torf angebautem Mais gewonnen wird, emittiert mehr CO2 als Erdgas.
Evans, CD et al. Nature Climate Change · 1 Beitrag · 29 Likes · 18 Reposts auf Bluesky

Der Anbau von Mais zur Biomethanproduktion hat sich rasant ausgeweitet, auch auf entwässerten Torfböden. Die dabei entstehenden CO₂-Emissionen aus dem Boden bei der Rohstoffgewinnung werden bei der Bewertung des Klimaschutzpotenzials von Biogas weitgehend vernachlässigt. Auf Basis von Feldmessungen berechnen wir, dass die CO₂-Emissionen aus dem Boden bei der Biomethanproduktion auf entwässertem Torf die Emissionen einer äquivalenten Menge Erdgas um bis zu das Dreifache übersteigen.

6. Ein Weizen-Immunrezeptorpaar bewirkt den Zelltod über den Helfer MLKL.
Bennett, JW et al. bioRxiv · 2 Beiträge · 18 Likes · 11 Reposts auf Bluesky

In dieser Studie untersuchen wir den Mechanismus eines Immunrezeptorpaares, bestehend aus dem Weizen-NLR Rwt3.6.8 (R3NLR) und dem MLKL-Protein Rwt3.6.8-assoziierte Kinase (R3AK). Mithilfe transienter Expressionsassays in Nicotiana benthamiana konnten wir bestätigen, dass sowohl R3NLR als auch R3AK für den Zelltod als Reaktion auf die Effektoren des Reispilzes PWT3, PWT6 oder PWT8 erforderlich sind.

7. Fijiyama: ein Registrierungstool für multimodale 3D-Zeitrafferaufnahmen
Fernandez, R., Moisy, C. · Bioinformatik · 3 Beiträge · 28 Likes · 5 Reposts auf Bluesky

Fijiyama, ein auf biomedizinischen Registrierungsalgorithmen basierendes Fiji-Plugin, richtet sich an Nicht-Fachleute und ermöglicht die automatische Ausrichtung von 3D-Bildern, die entweder zu aufeinanderfolgenden Zeitpunkten und/oder mit verschiedenen Bildgebungssystemen aufgenommen wurden. Seine Vielseitigkeit wurde anhand von vier Fallstudien mit multimodalen und Zeitreihendaten aus dem Mikro- bis Makrobereich untersucht. Verfügbarkeit und Implementierung: Fijiyama ist eine Open-Source-Software (GPL-Lizenz), implementiert in Java.

Cédric Moisy @cedric-moisy.bsky.social · auf Bluesky

2/3 – 🌱 Die Natur kennt keine Pausetaste...

Zum Glück bietet Fijiyama die nächstbeste Lösung: Es synchronisiert 3D-Scans im Laufe der Zeit, sodass Wissenschaftler die gleichen Gewebe während des Pflanzenwachstums verfolgen können. 👀

Ein Zeitraffer – in 3D. 🔬🌱🍇

🔗 doi.org/10.1093/bioi...
🔗 doi.org/10.1016/j.pl...

#Wissenschaft #Zeit #Fidschi #3D #SMIYC

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8. Die evolutionären Ursprünge der Vielzelligkeit der Streptophyten
Darienko, T. et al. New Phytologist · 1 Beitrag · 20 Likes · 9 Reposts auf Bluesky

Im Laufe ihrer über eine Milliarde Jahre währenden Evolutionsgeschichte haben Streptophyten wiederholt Übergänge zwischen einzelligen, einfachen und komplexen vielzelligen Formen durchlaufen. Wir argumentieren, dass die vielzellige Evolution der Streptophyten am besten durch regulatorische Veränderungen auf zellulärer Ebene erklärt wird und nicht allein durch Genverlust oder -gewinn. Variationen in Zellteilungsmustern, Polaritätsbildung, Zellwanderkennung und interzellulärer Vernetzung spielen eine zentrale Rolle bei der Ausprägung der Vielfalt der Körperbaupläne.

New Phytologist @newphyt.bsky.social · auf Bluesky

#TansleyReview: Die evolutionären Ursprünge der Vielzelligkeit von Streptophyten

de Vries et al.
👇

???? nph.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/...

#NeuesteAusgabe #Pflanzenwissenschaft @jandevries.bsky.social @caeciliafkunz.bsky.social

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9. Jenseits der Vorhersage: Warum die experimentelle Strukturbiologie in Pflanzen weiterhin unerlässlich ist 💰
Palayam, M. & Shabek, N. · Aktuelle Meinung in der Pflanzenbiologie · 1 Beitrag · 18 Likes · 9 Reposts auf Bluesky

Hier erörtern wir, wie die experimentelle Strukturbiologie die Pflanzenbiologie immer weiter voranbringt, indem sie Mechanismen aufdeckt, die der Hormonwahrnehmung, der Aktivierung von Immunrezeptoren, der Funktion von Transportern und der enzymatischen Regulation zugrunde liegen.

10 SuB3: ein einfaches nukleär-zytoplasmatisches subzelluläres Fraktionierungsprotokoll für Lokalisierungsstudien von Nukleinsäuren und Proteinen in Pflanzen 💰
Rodríguez, FS et al. Zeitschrift für experimentelle Botanik · 1 Beitrag · 16 Likes · 9 Reposts auf Bluesky

Hier stellen wir ein einfaches, schnelles und kostengünstiges Protokoll zur Fraktionierung von nukleären und zytoplasmatischen Komponenten direkt aus verschiedenen Pflanzengeweben vor, das keine Protoplastisierung erfordert.

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

🔬🌱 TECHNISCHE INNOVATION 🌱🔬

Rodríguez et al. stellen SuB3 vor, eine einfache, schnelle und kostengünstige Methode zur Trennung des nukleären und zytoplasmatischen Inhalts von Pflanzenzellen, um zu untersuchen, wo Gene aktiv sind und wie sie reguliert werden.

🔗 doi.org/10.1093/jxb/...
#Pflanzenwissenschaft 🧪

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11 Isolierung und Charakterisierung einer Kartoffel-cDNA, die einem durch Stress differenziell aktivierten 1-Aminocyclopropan-1-carboxylat (ACC)-Oxidase-Gen entspricht
Zanetti, ME · Zeitschrift für experimentelle Botanik · 1 Beitrag · 18 Likes · 8 Reposts auf Bluesky

Das Enzym 1-Aminocyclopropan-1-carboxylat (ACC)-Oxidase katalysiert den letzten Schritt der Ethylenbiosynthese, die Umwandlung von 1-Aminocyclopropan-1-carbonsäure in Ethylen. Ein cDNA-Klon, der für eine ACC-Oxidase, ST-ACO3, kodiert, wurde aus Kartoffeln isoliert (Solanum tuberosum L.) durch differentielles Screening eines Fusarium eumartiicDNA-Bibliothek infizierter Knollen. Die abgeleitete Aminosäuresequenz wies Ähnlichkeit zu anderen ACC-Oxidase-Proteinen verschiedener Pflanzenarten auf.

12 UVfinder: ein Werkzeug zum Extrahieren geschlechtsgebundener Genkopien von Bryophyten aus dem GoFlag408-Sondensatz
Kim, S. et al. bioRxiv · 1 Beitrag · 15 Likes · 8 Reposts auf Bluesky

Die gezielte Anreicherung von Sequenzen mithilfe von Sonden wie GoFlag 408 hat die Phylogenetik revolutioniert. Jüngste Genomdaten deuten jedoch darauf hin, dass einige Sonden geschlechtsgebunden sein könnten, was potenziell topologische Konflikte hervorrufen und gleichzeitig die Untersuchung geschlechtsspezifischer Evolutionsprozesse ermöglichen könnte. Um die Geschlechtsbindung bei Moosen zu untersuchen, entwickelten wir UVfinder, eine Pipeline zur Identifizierung geschlechtsgebundener GoFlag-Loci in publizierten Moosgenomen und zur Ermöglichung geschlechtsspezifischer Folgeanalysen. Durch Anwendung von UVfinder auf 50 zweihäusige Moosgenome identifizierten wir 93 Sonden, die in einer oder mehreren Abstammungslinien Geschlechtsbindung aufweisen. Dies liefert genomische Belege für die Bildung neuer Geschlechtschromosomen durch Fusion von Autosomen und Geschlechtschromosomen sowie Gentranslokation.

13 Entwicklung von Weizen mit extrem niedrigem Gliadingehalt zur Behandlung von Zöliakie mittels einer integrierten RNAi-, CRISPR- und Doppelhaploidstrategie
Marín-Sanz, M. et al. Zeitschrift für experimentelle Botanik · 1 Beitrag · 18 Likes · 7 Reposts auf Bluesky

Die zunehmende Verbreitung glutenbedingter Erkrankungen beim Menschen hat die Entwicklung von Weizensorten mit reduziertem immunogenem Gluten vorangetrieben. Ziel dieser Studie war die Integration von RNA-Interferenz (RNAi) und CRISPR-Genomeditierung in eine Plattform mit doppeltem Haploid (DH), um die Herausforderungen der Genredundanz und Polyploidie in Weizengliadinen zu bewältigen. Wir erzeugten DH-Linien durch Kreuzungen zwischen RNAi- und CRISPR-Linien und Eliteweizensorten, wodurch die stabile Fixierung mehrerer genetischer Modifikationen in einer einzigen Generation ermöglicht wurde.

14 Bienen achten in erster Linie auf negative Kosten, nicht auf Pollenbelohnungen, um einer Ausbeutung durch blütenähnliche Substanzen zu entgehen. 💰
Novinger, AN et al. · Verhaltensökologie · 1 Beitrag · 19 Likes · 6 Reposts auf Bluesky

Mithilfe der Signalentdeckungstheorie (SDT) untersuchten wir, wie Hummeln auf experimentelle Manipulationen von Kosten und Nutzen in einem System intersexueller Blütenmimikry reagieren, in dem unproduktive weibliche Blüten pollenreiche männliche Blüten (Modelle) unvollkommen imitieren. In einem vollständig faktoriellen Versuchsdesign erhöhten wir die Kosten des Besuchs der Mimikry-Blüten (durch Zugabe von Chinin), den Nutzen des Besuchs der Modellblüten (durch Zugabe von Pollen), erhöhten beide gleichzeitig und ließen sie unverändert (Kontrollgruppe). Wie von der SDT vorhergesagt, führte die Erhöhung der Mimikry-Kosten zu einer konservativen Tendenz: Die Hummeln wiesen die Mimikry-Blüten häufiger korrekt zurück, erkannten sie aber seltener korrekt.

15 Vermehrung von Torfmoosarten (Sphagnum L.) für Klimaschutzmaßnahmen
Parsons, J. et al.· Zeitschrift für experimentelle Botanik · 1 Beitrag · 10 Likes · 8 Reposts auf Bluesky

Hier geben wir einen Überblick über den aktuellen Forschungsstand mit Schwerpunkt auf dem Aufbau einer Torfmoossammlung und deren Wachstum. in vitroinsbesondere in Photobioreaktoren.

16 Einblicke in die pflanzliche Proteolyse: Genetisch kodierte Fluoreszenzsensoren als Werkzeuge zur Profilierung von Proteaseaktivitäten 💰
Fernández-Fernández, Á. D. et al. Die Pflanzenzelle · 1 Beitrag · 13 Likes · 7 Reposts auf Bluesky

In dieser Studie entwickelten und charakterisierten wir eine Reihe genetisch kodierter, auf Förster-Resonanzenergietransfer (FRET) basierender Reporter zur Detektion verschiedener proteolytischer Aktivitäten in Pflanzen. Unsere Sensoren erfassten zuverlässig die Aktivität spezifischer Proteasen und zeigten eine mit etablierten Detektionssystemen vergleichbare Leistung.

17 ClearDepthIAS ermöglicht die automatisierte Hochdurchsatz-Quantifizierung von Wurzeln in im Boden gewachsenen Pfahlwurzelpflanzen. 💰
Rajurkar, AB et al. Pflanzenphysiologie · 1 Beitrag · 12 Likes · 7 Reposts auf Bluesky

Hier stellen wir ClearDepthIAS vor, eine Hochdurchsatz-Bildgebungs- und Analyseplattform, die die zerstörungsfreie, automatisierte Quantifizierung von Wurzelarchitekturmerkmalen bei Nutzpflanzen mit Pfahlwurzelsystem ermöglicht.

18 Uneinheitliche Temperatur- und Lichtbeziehungen der moosassoziierten Stickstofffixierung in verschiedenen Klimazonen
Mai., Rousk, K. · New Phytologist · 1 Beitrag · 12 Likes · 7 Reposts auf Bluesky

Die Stickstofffixierung durch moosassoziierte Cyanobakterien ist eine wichtige Stickstoffquelle in terrestrischen Ökosystemen und somit ein entscheidender limitierender Faktor für deren Produktivität. Die Reaktionen dieses Prozesses auf Schwankungen wichtiger abiotischer Faktoren sind jedoch unbekannt. Insbesondere die mangelnde Kenntnis darüber, wie diese Reaktionen in verschiedenen Klimazonen variieren, schränkt unsere Fähigkeit ein, die globale Bedeutung dieser zentralen Ökosystemfunktion abzuschätzen und vorherzusagen. Wir erstellten Stickstofffixierungs-Reaktionskurven in dominanten Moosen aus fünf Ökosystemen mit unterschiedlichen Klimazonen – von arktischen bis zu tropischen Wäldern – in Abhängigkeit von Licht (0–1500 μmol m⁻² s⁻¹), Feuchtigkeit (0–100 % Moosfeuchte) und Temperatur (< 10–40 °C) und leiteten daraus wichtige physiologische Merkmale ab.

19 Rekonstruktion der Artbildung durch Modifikation von Genen mit starker Wirkung in Petunien
Lüthi, M. et al. · Current Biology · 1 Beitrag · 11 Likes · 7 Reposts auf Bluesky

Hier untersuchen wir die Rolle von Genen mit starker Wirkung beim evolutionären Übergang von der Schwärmer- zur Bienenbestäubung. PetunieDurch die Modifizierung von sechs Genen im ursprünglichen, vom Schwärmer bestäubten P. axillaris Wir haben einen Phänotyp nachgebildet, der dem von Bienen bestäubten nachempfunden ist. P. Sekreta Blume, die sich weder in ihrem Aussehen noch in Verhaltenstests von dieser natürlich entstandenen Art unterscheidet.

20 GSNOR-abhängige Stickoxidhomöostase fördert die Erholung von wiederholtem Klimastress über Generationen hinweg in Arabidopsis thaliana.
Rachna Behl et al. · bioRxiv · 2 Beiträge · 7 Likes · 7 Reposts auf Bluesky

Der Klimawandel setzt Pflanzen wiederkehrenden und sich gegenseitig beeinflussenden Stressfaktoren aus, doch inwieweit diese Auswirkungen über Generationen hinweg fortbestehen und welche Mechanismen dabei eine Rolle spielen, ist noch unklar. Wir vermehrten Arabidopsis thaliana Wildtyp (WT, Col-0) und Stickoxid-Homöostase-Mutante gsnor1-3 (Jenseits, gsnor-ko) über fünf aufeinanderfolgende Generationen. 

Titelbild: Erythranthe glaucescens by Joey Santore CC BY-NC