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Pflanzengenetik

Moose überleben Klimakatastrophen

| Redakteur: Dr. Ilka Ottleben

Von Eis bedeckte Moospflänzchen.
Von Eis bedeckte Moospflänzchen. (Bild: Anna Beike/Universität Freiburg)

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Moose sind außerordentlich widerstandsfähig gegenüber Klimaveränderungen. Seit mehr als 400 Millionen Jahren wachsen sie auf der Erde und haben seither viele Klimakatastrophen überlebt. Warum die Pflanzen Eiszeiten überlebten, fanden nun Freiburger Forscher heraus. Sie konnten nachweisen, dass Moose spezielle Gene haben, die bei niedrigen Temperaturen aktiv werden.

Freiburg – Seit mehr als 400 Millionen Jahren wachsen Moose auf der Erde. In dieser Zeit haben sie viele Klimakatastrophen überstanden, die robustere Lebewesen, wie zum Beispiel die Dinosaurier, auslöschten. Kürzlich berichteten britische Forscher von einzelnen Moospflänzchen, die nach mehr als 1.500 Jahren im Eissarg der Antarktis im Labor wiederbelebt wurden. Warum sind diese zarten Pflänzchen so widerstandsfähig gegenüber Klimaveränderungen? Die Freiburger Biologieprofessoren Ralf Reski und Peter Beyer haben nun mit ihren Teams herausgefunden, dass Moose spezielle Gene haben, die bei niedrigen Temperaturen aktiv werden.

Absinkende Temperatur, das Stresshormon ABA und Moosgene

Die Mitglieder des Exzellenzclusters BIOSS Centre for Biological Signalling Studies der Universität Freiburg untersuchten das Kleine Blasenmützenmoss Physcomitrella patens, das seit Jahren das zentrale Forschungsobjekt in Reskis Arbeitsgruppe „Pflanzenbiotechnologie“ ist. Zunächst ermittelten die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler die Aktivität von mehr als 27.000 Moosgenen in Pflänzchen, die bei Raumtemperatur und nach verschieden langen Zeiträumen auf Eis wuchsen. Danach untersuchten sie mit biochemischen und physikalischen Methoden verschiedene Signale und Schutzmoleküle der Pflanze. „Das Moos erkennt die absinkende Temperatur und sendet als Signal das Stresshormon ABA aus, das zu drei zeitlich gestaffelten Wellen von Genaktivitäten führt“, berichtet Reski. „Als deren Resultat bildet das Moos hochkomplexe Schutzmoleküle.“ Besonders verblüffend war für die Forscherinnen und Forscher, dass unter den am schnellsten reagierenden Genen viele waren, die bisher nur aus Moos bekannt sind. Diese Moosgene könnten also die Antwort auf die Frage sein, warum die zarten Pflänzchen solche Überlebenskünstler sind.

Ralf Reski ist Fellow am Freiburg Institute for Advanced Studies (FRIAS) und am Strasbourg Institute for Advanced Study (USIAS) sowie Mitbegründer des Trinationalen Instituts für Pflanzenforschung (TIP). Peter Beyer ist USIAS Fellow.

Originalpublikation: Anna K. Beike, Daniel Lang, Andreas D. Zimmer, Florian Wüst, Danika Trautmann, Gertrud Wiedemann, Peter Beyer, Eva L. Decker und Ralf Reski (2014): Insights from the cold transcriptome of Physcomitrella patens: global specialization pattern of conserved transcriptional regulators and identification of orphan genes involved in cold acclimation. New Phytologist, doi: 10.1111/nph.13004.

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