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Kommunikation von Pflanzen Rostocker Biologen entschlüsseln Duftstoffe von Tabakpflanzen

| Redakteur: Dr. Ilka Ottleben

Wissenschaftler des Instituts für Biowissenschaften der Universität Rostock haben herausgefunden, welche Bausteine für die Synthese der Duftstoffe in Tabakpflanzen verantwortlich sind. Die Muster dieser Duftstoffe spielen eine wichtige Rolle bei der Kommunikation von Pflanzen mit anderen Organismen, aber auch mit anderen Pflanzen.

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Die 75 verschiedenen Arten von Tabakpflanzen unterscheiden sich nicht nur in Farbe und Form ihrer Blüten sondern auch im Muster der abgegebenen Duftstoffe.
Die 75 verschiedenen Arten von Tabakpflanzen unterscheiden sich nicht nur in Farbe und Form ihrer Blüten sondern auch im Muster der abgegebenen Duftstoffe.
( Bild: flickr.com, Markus Slawinsky )

Rostock – „Wir wissen jetzt, wie die Natur die verschiedenen Düfte der 75 Tabakarten entstehen lässt“, sagt Institutsleiterin Prof. Dr. Birgit Piechulla. Die Erkenntnisse aus Rostock können Züchter künftig nutzen, um bestimmte Pflanzen mit bestimmten Düften anzubauen. Im Pflanzenreich spielt der Duft einer Blüte als Lockmittel für Insekten eine wichtige Rolle. Bienen beispielsweise, aber auch Motten reagieren auf Blütendüfte und finden so den Nektar in der Blüte. Nebenbei werden diese bestäubt und damit die Frucht- und Saatbildung gesichert. Mit verschiedenen Duftmustern können die Pflanzen mit anderen Organismen, aber auch mit Pflanzen kommunizieren. Somit sind Pflanzen keinesfalls still und stumm, sondern das Gegenteil ist der Fall.

Die Rostocker Wissenschaftler haben Tabakpflanzen untersucht, die in Südamerika, Australien und Afrika beheimatet sind. „Die Blüten der Pflanzen sind unterschiedlich gestaltet in Farbe und Form“, schildert Doktorandin Maria Haustein. Der Australische Dufttabak ist eine Rosetten bildende, krautige Pflanze, deren weiße Blüten ihren Duft nachts abgeben.“ Andere Tabakarten wiederum haben Blüten, die gelb, grünlich, rot, pink oder purpur erstrahlen. Der Duft wird bei jeder Art zu verschiedenen Tageszeiten abgegeben.

Molekulare Grundlagen der Biosynthesen von Duftstoffen verstehen

Tabak wird aufgrund seines hohen Gehalts an Nikotin als Droge eingestuft, lässt sich in der Biologie aber auch für verschiedene wissenschaftliche Untersuchungen als Modellpflanze gut nutzen. „Wir haben die Blüten der Tabakpflanzen analysiert, um die Enzyme, also die Werkzeuge, die deren Duftstoffe in den Blüten herstellen, zu entschlüsseln“, sagt Prof. Piechulla. Im Labor werden diese Enzyme isoliert. Mit speziellen molekularen Techniken können sie dann modifiziert werden. Die Enzyme bestehen aus Bausteinen, den Aminosäuren, die zum Beispiel ausgetauscht werden können. „Wenn man das macht, produzieren diese Enzyme andere Duftstoffe“, erklärt Maria Haustein. Sie hat im Laborversuch geklärt, durch welche biologischen Vorgänge Duftstoffsynthesen verändert werden können.

Die Experimente am Rostocker Institut werden gefördert von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG). Das Projekt in der Hansestadt wird gemeinsam mit dem Wissenschaftler Prof. Dr. Todd Barkman von der Universität in Michigan in den USA bearbeitet. In einer nächsten Forschungsstufe wird es darum gehen, die in vitro im Laborversuch erzielten Ergebnisse mit den in der Pflanze befindlichen Bedingungen zu verknüpfen, um die Regulation der Duftstoffsynthese vollständig zu verstehen.

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