{"id":234389,"date":"2020-07-30T08:35:00","date_gmt":"2020-07-30T06:35:00","guid":{"rendered":"http:\/\/innovationorigins.com\/?p=234389"},"modified":"2020-07-30T08:35:00","modified_gmt":"2020-07-30T06:35:00","slug":"in-vitro-32-000-jahre-alte-pflanze-erstmals-zum-bluhen-gebracht","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/ioplus.nl\/archive\/de\/in-vitro-32-000-jahre-alte-pflanze-erstmals-zum-bluhen-gebracht\/","title":{"rendered":"In vitro: 32.000 Jahre alte Pflanze erstmals zum Bl\u00fchen gebracht"},"content":{"rendered":"\n

Professor Margit Laimer<\/a> ist es erstmals gelungen, eine 32.000 Jahre alte Pflanze in vitro zum Bl\u00fchen zu bringen. Es handelt sich um die \u00e4lteste Pflanze, die jemals rekultiviert wurde. Die Pflanzenzellen \u00fcberlebten im Erdbau eines arktischen Ziesels im sibirischen Permafrostboden. Die  Biotechnologin spricht von einem Gl\u00fccksfall: <\/p>\n\n\n\n

\u201eJetzt k\u00f6nnen wir untersuchen, wie sich das Genom dieser Pflanze in den vergangenen 32.000 Jahren ver\u00e4ndert hat. Wir haben einen Punkt null \u2013 und k\u00f6nnen mit den heutigen Verwandten vergleichen.\u201c <\/p><\/blockquote>\n\n\n\n

Die Forscherin hofft auf spannende wissenschaftliche Erkenntnisse und eine Antwort auf die Frage, wie die evolution\u00e4re Entwicklung vor sich gegangen ist.<\/p>\n\n\n\n

Die Samen sind die \u00e4ltesten, die bisher aufgefunden wurden. Deren Entdeckung datiert in das Jahr 2005. Als sie dann im Labor von Svetlana Yashina von der Russischen Akademie der Wissenschaften<\/em> in Pushchino <\/a>eintrafen, war zun\u00e4chst unklar, um welche Art Pflanzenart es sich handelt. Sieben Jahre sp\u00e4ter gelang es ihrem Team, die Pflanzen in vitro als Gewebekulturen zum Wachsen zu bringen. Nach Wien gelangte die Pflanze leihweise – im Zusammenhang mit einer Kunstausstellung im Museum f\u00fcr Moderne Kunst<\/a><\/em> (MUMOK). Professor Laimer forscht am Institut f\u00fcr Molekulare Biotechnologie<\/em> an der Universit\u00e4t f\u00fcr Bodenkultur<\/em> <\/a>in Wien und hat die wissenschaftliche Garantie \u00fcbernommen. Um sie am Leben zu erhalten, pflanzt man die Pflanze alle vier Wochen auf ein neues N\u00e4hrmedium um. \u201eIm N\u00e4hrmedium befinden sich N\u00e4hrsalze, Zucker und Hormone, welche die Pflanzen w\u00e4hrend des Wachstums aufbrauchen\u201c, erkl\u00e4rt sie. Nach der Ausstellung<\/a> beschlossen die Forscher ein russisch-\/\u00f6sterreichisches Forschungsprojekt zu beantragen um die Pflanze gemeinsam zu beforschen. Seither steht die Pflanze im Labor von Professor Laimer an der BOKU<\/em> in Wien, wo sie Ende Juni 2020 zur Bl\u00fcte kam. Die Forscherin im Interview:  <\/p>\n\n\n\n

Als die russischen Forscher die Pflanze in vitro zum Wachsen brachten, waren ihnen die Samenarten unbekannt? <\/h3>\n\n\n\n

Ja, es ist ihnen gelungen, aus den unbekannten Samenarten die Silene stenophylla<\/a> zu kultivieren, ein Nelkengew\u00e4chs. Es gibt viele Arten von Silenen und die wissenschaftliche Benennung (Nomenklatur) ist noch nicht ganz sicher. Wir sehen die Silene als Vorreiter. Wir k\u00f6nnten auch noch andere Samen aus dem Erdbau in vitro zum Wachsen bringen. Jede Pflanzenzelle ist imstande, das gesamte Programm der Pflanze abzurufen und eine ganze Pflanze wachsen zu lassen. Diese Eigenschaft haben nur Pflanzen und man nennt sie Totipotenz<\/em>. <\/p>\n\n\n\n

Der Begriff geht auf den \u00f6sterreichischen Botaniker Gottlieb Haberlandt zur\u00fcck, der 1902 an der \u00d6sterreichischen Kaiserlichen Akademie der Wissenschaften<\/em> eine Schrift dar\u00fcber ver\u00f6ffentlicht hat. Totipotenz<\/em> bedeutet, dass die Pflanzenzelle ihr gesamtes genetisches Programm abrufen kann, wenn sie unter den richtigen Bedingungen gehalten wird. Der Beweis wurde allerdings erst 1939 erbracht. Haberlandt selbst hat das nicht zustande gebracht.  <\/p>\n\n\n\n

\"n
Bloeiende Silene (c) BOKU Wien – Jakob Vegh<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

Was genau bedeutet Gewebekultur? Und warum ist es in dem Fall notwendig?<\/h3>\n\n\n\n

Das ist eine Technik, mit der wir unter genau kontrollierten Bedingungen Pflanzenzellen zum Wachstum anregen. Unsere Kollegen in Russland haben zum Beispiel gesagt: \u201eBilde eine Pflanze\u201c und wir haben gesagt \u201eBilde eine Bl\u00fcte\u201c. W\u00fcrden wir die Pflanze etwa im Glashaus kultivieren, dann best\u00fcnden Gefahren wie etwa Pilzbefall, weil man die Bedingungen nicht so genau kontrollieren kann, wie in der Gewebekultur \u2013 oder in vitro.<\/p>\n\n\n\n

Wie k\u00f6nnen wir uns die Gewebekultur vorstellen?<\/h3>\n\n\n\n

Das sind verschiedene Gef\u00e4\u00dfe, die vollkommen steril sind und das Kultivieren von Pflanzenzellen unter kontrollierten Temperatur- und Lichtbedingungen erm\u00f6glichen. Allerdings muss man die Gewebekultur genau beherrschen, um aus einer Zelle eine neue Pflanze zu z\u00fcchten. Das ist eine tolle Methode um genetische Ressourcen zu erhalten und Pathogene wie Viren und Phytoplasmen<\/em> et cetera loszuwerden. Phytoplasmen<\/em> sind Bakterienzellen, die sehr mobil sind, weil sie keine Zellwand haben, sondern nur von einer d\u00fcnnwandigen Membran umh\u00fcllt sind. Sie k\u00f6nnen in Kulturpflanzen gro\u00dfen Schaden hervorrufen. Es gibt \u00fcber 200 sch\u00e4dliche Phytoplasmen<\/em>, die in Nutzpflanzen entdeckt wurden. Pflanzenkrankheiten in freier Wildbahn<\/em> schaut sich die Forschung leider viel zu selten an.<\/p>\n\n\n\n

Sie sagen, es braucht Fingerspitzengef\u00fchl und Erfahrung, um eine in vitro gezogene Pflanze zum Bl\u00fchen zu bringen. Wie sind Sie zu dieser Erfahrung gekommen? Was ist ihr Zugang zum Thema?<\/h3>\n\n\n\n

Ich besch\u00e4ftige mich schon seit meiner Dissertation mit den Techniken der pflanzlichen Gewebekultur und habe auch die Arbeitsgruppe Pflanzenbiotechnologie gegr\u00fcndet, um mit Gewebekultur zuerst virusfreie Pflanzen und sp\u00e4ter virusresistente Pflanzen zu erzeugen.<\/p>\n\n\n\n

Was haben Sie in dem russisch-\/\u00f6sterreichischen Forschungsprojekt vor?<\/h3>\n\n\n\n

Wir m\u00f6chten im kommenden Jahre eine Expedition nach Sibirien machen, um neues Material zu holen und zu revitalisieren. Damit wollen wir spannende Dinge machen, wie eine Paleogenesis<\/em>. Diese kennt man bisher nur von den Versuchen zur Revitalisierung von Mammuts.<\/p>\n\n\n\n

Welche wissenschaftlichen Erkenntnisse k\u00f6nnen Sie theoretisch aus der Entwicklung des Genoms gewinnen?<\/h3>\n\n\n\n

Es ist spannend zu sehen, was die Klimaver\u00e4nderung seither bewirkt hat aber die Pflanze nicht miterlebt hat. Die zeitgen\u00f6ssischen Verwandten haben es erlebt. Dadurch k\u00f6nnen sich Gene ver\u00e4ndert haben, regulatorische Sequenzen oder die Genexpression verschiedener Organe. Wenn man z\u00fcchtet, versucht man die Mutationsrate zu steigern, weil die nat\u00fcrliche Mutationsrate nicht ausreicht. Deswegen suchen Z\u00fcchter sehr weit entfernte Verwandte. W\u00fcrden sie sehr \u00e4hnliche Eltern zur Kreuzung verwenden, so h\u00e4tten die Nachkommen die gleichen agronomischen Eigenschaften.<\/p>\n\n\n\n

Wenn man feststellt, dass sich in dieser Pflanzenart so und so viele Nukleotide (Basen) ver\u00e4ndert haben, dann kann man davon ausgehen, dass dies mit neuen Eigenschaften verbunden ist. Zum Beispiel Eigenschaften, die darauf hinweisen, dass es sehr kalt war, als die Pflanze gelebt hat. Das kann man mit unseren alpinen Pflanzen vergleichen, die durch die globale Erw\u00e4rmung immer weiter hinaufwandern. Aus diesen Eigenschaften kann man schlie\u00dfen, wie sich Nachkommen an ver\u00e4nderte Bedingungen angepasst haben und welche Formen g\u00fcnstig oder ung\u00fcnstig waren.<\/p>\n\n\n\n

Welche Folgerungen auf den Klimawandel lie\u00dfe dies zu?<\/h3>\n\n\n\n

Wie die Pflanze mit Klimawandel zurechtkommt. Aber das k\u00f6nnte man parallel auch mit unserer alpinen Pflanzen machen. Das kann man nur sehr langfristig untersuchen.<\/p>\n\n\n\n

Welchen Forschungsfragen werden Sie nachgehen?<\/h3>\n\n\n\n

Wir sind erst dabei, diese zu formulieren und m\u00f6chten sie noch nicht ver\u00f6ffentlichen.<\/p>\n\n\n\n

Welche Forschungsmethoden wenden Sie an?<\/h3>\n\n\n\n

Wie werden die Gewebekultur erhalten, das hei\u00dft, wir werden die Pflanze nicht ins Glashaus setzen. Dann werden wir den Ph\u00e4notyp charakterisieren, das sind die sichtbaren morphologischen Eigenschaften eines Organismus. Diese entstehen durch das Zusammenwirken von Erbanlagen und Umweltfaktoren. Die Untersuchung der genotypischen Eigenschaften zeigt uns die genetische Zusammensetzung eines Organismus, beziehungsweise die Kombination von Erbanlagen, die hinter einem Merkmal stehen. Dabei m\u00f6chten wir die Ver\u00e4nderungen des Genotyps in der heute lebenden Pflanze im Vergleich zur Urzeitpflanze analysieren.<\/p>\n\n\n\n

Wie lange wird die Forschung dauern?<\/h3>\n\n\n\n

Drei bis vier Jahre.<\/p>\n\n\n\n

Welchen Wachstumszyklus haben die Silenen?<\/h3>\n\n\n\n

Die Silene ist eine mehrj\u00e4hrige Pflanze, die in Abh\u00e4ngigkeit von den Umweltbedingungen \u00e4lter als zwei Jahre wird. Aber durch vegetative Kultivierung in vitro ist sie konstant immer gleich und theoretisch unsterblich, sofern man sie regelm\u00e4\u00dfig auf ein neues N\u00e4hrmedium \u00fcberf\u00fchrt.<\/p>\n\n\n\n

Das hei\u00dft, die Silene geht in vitro nicht mit den Jahreszeiten?<\/h3>\n\n\n\n

Ja, bei kontinuierlichen 24 Grad Celsius plus\/minus zwei Grad wird es nicht zu Blattfall und Ruhephase im Winter kommen. Aber es ist wichtig, das Medium vorsichtig zu steuern und der Pflanze \u00fcber Lichtbedingungen und N\u00e4hrboden Schwankung zu vermitteln. Das ist keine tropische Pflanze, die bei konstant gleichen Temperaturen lebt. Aber alte Pflanzen wachsen schneller, wenn man ihnen Schwankung vermittelt.<\/p>\n\n\n\n

Wie war das Klima zur Zeit der Urpflanze?<\/h3>\n\n\n\n

Jetzt \u00fcber das Klima von vor 30.000 Jahren zu sprechen, liegt jenseits meiner Kompetenz. Aber es war sicher kalt. Sonst w\u00e4re das Mammut nicht behaart gewesen – und auch die Lage des Fundorts in Sibirien l\u00e4sst auf K\u00e4lte schlie\u00dfen. Wenn wir die Expedition in die Fundregion unternehmen, m\u00f6chten wir auch herausfinden, ob Angaben zum Klima m\u00f6glich sind. Zum Beispiel vermutet man, dass der Erdbau des arktischen Ziesels versch\u00fcttet wurde, wei\u00df aber nicht wie. Deshalb werden Geologen mit im Team sein. Das wird ein f\u00e4cher\u00fcbergreifendes Forschungsprojekt. <\/p>\n\n\n\n

Danke f\u00fcr das Gespr\u00e4ch.<\/h3>\n\n\n\n

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