Aktuelle Veranstaltungen

Bio-Lebensmittel werden immer beliebter. Ihr Umsatz stieg 2016 in Deutschland um fast ein Zehntel auf 9,5 Mrd. Euro an. Die erst kürzlich auf der weltgrößten Fachmesse für Bio-Produkte BIOFACH vorgestellten Zahlen werden durch die aktuelle Umfrage des Ökobarometers 2017 gestützt. Im Rahmen der vom Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft  beauftragten und von Marktforschungsinstitut infas durchgeführten Studie wurden insgesamt 1.004  Personen befragt. Etwa ein Viertel gab dabei an, häufig oder sogar ausschließlich Produkte aus dem Ökolandbau zu kaufen. Neben Fragen zur Häufigkeit des Konsums sowie zu Kauforten und Produkten wurde in diesem Jahr schwerpunktmäßig das Interesse an Biogerichten in der sogenannten Gemeinschaftsverpflegung, also Kantinen und Mensas, hinterfragt.  Auch in diesem Bereich zeigt sich ein großes Interesse an gesunder und nachhaltig produzierter Kost.

Preisaufschlag für Biokost angemessen

Bemerkenswert dabei: 96% der Befragten wären bereit für Biogerichte auch mehr zu zahlen. Zwei-Dritter der Außerhaus-Esser würden danach mindestens einen Euro, 14% sogar mehr als zwei Euro Preisaufschlag für angemessen halten. Der Anteil des „Außer-Haus-Verzehrs“ am deutschen Lebensmittelmarkt beträgt derzeit ein Drittel. Den Autoren zufolge wird damit deutlich, wie groß das Potenzial für eine Steigerung des Bioanteils hier noch ist.

The top coat of cars has to fulfil many requirements – it has to be scratch resistant, protect against sunlight and inclement weather, and also has to give the car a glossy appearance. Now, for the first time, a clearcoat containing a bio-based hardener was applied to test bodies of the Audi Q2 under near-series conditions at the Audi plant in Ingolstadt, Germany. A project team consisting of members from Audi, BASF’s Coatings division, and the materials company Covestro achieved this milestone.

The car industry is looking for sustainable solutions

Sustainability with regards to the auto motor industry is no longer limited to bio-fuels or electric cars. In fact, manufacturers and suppliers are actively working towards sustainable productions as well, in order to reduce energy consumption and CO₂ emissions during production.

To that end a clearcoat containing a bio-based hardener has recently been successfully applied to test bodies of the Audi Q2 series in Ingolstadt, Germany. These tests were conducted under near-series and realistic production conditions.

Conserving fossil resources and reducing CO₂ emissions

Markus Mechtel, head of marketing for automotive coatings at Covestro, explains: “Using renewable raw materials in the production of bio-based hardeners helps to conserve fossil resources. At the same time, the biomass, as it grows, captures CO2 in the environment.” In addition, certain process steps are eliminated during the bio-based raw material production for this hardener, thus leading to an additional reduction of CO2 emissions.

Although the clearcoat is not quite ready for wide-scale use in the industry, it is nonetheless an important step toward a sustainable automotive coating process

A pioneering role for Audi

“The use of bio-based raw materials in automotive coatings is still in its infancy,” says Thomas Heusser, Head of Materials and Process Engineering at Audi. “But the application of the new clearcoat on our existing machines fulfilled all our specifications and delivered promising results. With this project Audi takes up a pioneering role in this field in the automotive industry.”

jmr

Es ist wieder soweit: Die heimische Spargelsaison hat begonnen. Bundesweit haben Erntehelfer alle Hände voll zu tun, um für Nachschub an den Verkaufsständen zu sorgen. Denn deutscher Spargel, ob weiß oder grün, ist begehrt. Mit etwa 10 Euro für ein Kilo ist das heimische Gemüse allerdings teurer als die importierte Ware. Der Grund: Noch muss der Spargel mühsam einzeln gestochen werden und die Lohnkosten hierzulande sind höher als im Ausland. Doch eine Lösung für die Ernte von grünem Spargel, der im Vergleich zum weißen Gemüse über der Erde wächst, ist in Sicht.

Im Rahmen des EU-Projektes Green asparagus harvesting robotic system (Garotics) arbeiten deutsche und britische Partner an einen Feldroboter, der die Spargelernte erleichtern soll. An der Entwicklung beteiligt sind unter anderem Forscher vom Centrum für Mechatronik (BCM) der Universität Bremen, der Verpackungsmaschinenhersteller Strauss aus Buxtehude, der britische Landwirtschaftsunternehmen C. Wright & Son sowie die britische Firma Hepcomotion, die im bayerischen Feucht seit 1969 eine Niederlassung zur Entwicklung von Linearführungsystemen und Automatisierungskomponenten betreibt. 

Kamera erkennt reifen Spargel

Gemeinsam haben die Partner nun einen Prototypen für die Spargelernte entwickelt, der sich aktuell im Feldtest befindet. Der Ernteroboter besteht aus einem vierrädrigen Fahrgestell, zwischen dessen Vorderräder ein Kamerasystem integriert ist. Während sich das Gefährt selbstständig vorwärts bewegt, filmt die Kamera die grünen Spargelstangen im Vorbeifahren und erkennt, ob der Spargel für die Ernte reif ist. „Eine der Herausforderungen war es daher, eine Bildverarbeitung zu implementieren, die verschiedene Wachstumsstadien differenzieren kann“, berichtet Sebastian Allers, Konstrukteur bei Strauss. Denn einen Rasenmäher, der alles abmäht, lässt sich bei der Ernte der unterschiedlich schnell wachsenden Spargelstangen nicht einsetzen. Eine Software überträgt die Daten des grünen Gemüses an den Werkzeugkopf weiter, der unter einer Linearführungsschiene montiert ist.

Spargelposition präzise ausloten

Das Linienführungssystem wurde von HepcoMotion entwickel. Ein Wechselstrom-Getriebemotor sorgt dafür, dass zwei von einander unabhängige Werkzeugköpfe jeweils über die Schienen wie die Patrone im Drucker von einer Seite des Fahrzeugs zur anderen Seite sich bewegt und die Position des Spargels auslotet. „Das lässt Antriebskräfte bis 1.225 Newton und Geschwindigkeiten von bis zu zwei Metern pro Sekunde zu, mit speziellen Motoren kann man sogar über fünf Meter pro Sekunde erreichen“, erklärt Mark Völkers, Gebietsleiter Außendienst Norddeutschland bei HepcoMotion.

Greifarm fasst und schneidet Spargel

Die Bewegung kommt zustande, indem ein Zahnriemen den Laufwagen samt Greifarm, der an der Innenseite der Werkzeugköpfe befestigt ist, über die Schiene zieht und damit eine Schwenkbewegung erzeugt. „Die Rollenführung macht es zudem möglich, dass sich der Greifarm relativ schnell senken lässt und durch die Kombination aus linearer Bewegung und Rotation beim Absenken ein geringer Abstand zwischen zwei Stangen Spargel ausreicht“, erklärt Lasse Langstädtler  vom Bremer Institut für Strukturmechanik und Produktionsanlagen (bime) der Universität Bremen. Auf diese Weise garantiert die langsame Bewegung, dass der Greifarm den Spargel langsam abschneidet und unbeschadet einsammelt. Danach fährt der Werkzeugkopf wieder an die Seite und legt den Spargel auf einem Förderband ab.

Prototyp im Feldversuch getestet

Der Prototyp des Spargelernte-Roboters wird derzeit beim britischen Projektpartner C. Wright & Son getestet. „Wir wollen bei diesen Feldtests unter anderem herausfinden, wie lange die Akkus die Maschine mit Energie versorgen können“, erläutert Strauss. Zwar ist der Roboter derzeit kaum schneller als der menschliche Erntehelfer. Bei ausreichender Energie kann er jedoch 24 Stunden ohne Pause auf dem Feld arbeiten.  Solch eine automatisierte Höchstleistung würde nicht nur die Feldarbeit effektivieren, sondern die Preise für heimischen Spargel senken.

bb

Die Förderung setzt sich aus mehreren Phasen zusammen. In einer neunmonatigen Sondierungsphase können die Ideen vertieft ausgearbeitet, ein Entwicklungsplan für die technische Umsetzung erarbeitet oder geeignete Partner mit der erforderlichen wissenschaftlich-technischen Expertise zusammengestellt werden. Bis zu 50.000 Euro stehen für Forschungseinrichtungen bereit, Unternehmen können bis zu 25.000 Euro als Fördermittel erhalten.

In einer ggf. anschließenden zweijährigen Machbarkeitsphase können grundlegende Untersuchungen zur technischen Machbarkeit der Produktvision durchgeführt werden. In der ersten Ausschreibungsrunde waren mehr als 200 Ideen eingereicht worden, aus denen es 32 in die Sondierungsphase geschafft hatten. Im Jahr 2016 hat eine zweite Ausschreibungsrunde stattgefunden. 

Das Genome Editing, auch Genomchirurgie genannt, birgt enormes Zukunftspotenzial. Mögliche Anwendungen für Genscheren wie CRISPR-Cas & Co. sind vielfältig. Pflanzenforschern und Züchtern eröffnen sich mit den neuen Präzisionswerkzeugen ganz neue Möglichkeiten, um ertragreiche und robuste Nutzpflanzen züchten zu können. Der Vorteil: Mithilfe der Genomchirurgie können leichter und präziser als bisher Veränderungen einzelner DNA-Bausteine im Erbgut vorgenommen werden, was im Züchtungsprozess Zeit und Kosten spart. Hinsichtlich der optimalen Nutzung des Genome Editing in der Nutzpflanzenzüchtung gibt es jedoch noch reichlich Forschungsbedarf. Auch wie genom-editierte Pflanzen von den Regulierungsbehörden eingestuft werden sollen, ist noch unklar.

Genscheren und Hilfsmethoden optimieren

Um Wissenslücken zu schließen und das Genome Editing als hochinnovative Technologie voranzutreiben, hat das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) eigens eine neue Fördermaßnahme zur Pflanzenforschung aufgelegt. Im Fokus der neuen Förderinitiative „Nutzpflanzen der Zukunft“ steht dabei die Optimierung vorhandener Systeme wie CRISPR-Cas. Gefragt sind etwa innovative Genscheren, die neue Funktionen aufweisen und sogar mehrere Gene parallel bearbeiten können. Im Fokus steht jedoch auch die Verbesserung Genome-Editing-unterstützender Verfahren. Um die Baupläne für die Genscheren in Pflanzenzellen zu schleusen, sind neuartige zellbiologische Transfertechniken gefragt. Die genom-editierten Zellen müssen in späteren Schritten dann auch so kultiviert werden, dass daraus eine ganze Pflanze wird. Auch für diese Gewebekulturverfahren sind verbesserte Ansätze nötig.

April 22 has been dubbed “Earth Day” since 1970, when millions of Americans first demonstrated for a healthy and sustainable environment. Since then the movement has only grown and taken on major issues such as global warming and clean energy.

In January 2017, after the resounding success of the “Women’s March” in the U.S. and worldwide, and around the time the designated science advisor of the new Trump administration called climate scientists a “glassy-eyed cult”, and early budget reports offered grim prospects for the U.S. sciences, the idea for a “Scientist’s March on Washington” was born. However, the support grew faster and wider than anyone had anticipated, and soon it became the global movement "March for Science". The date for the march has been set – rather fittingly – for April 22, “Earth Day”, and so far more than 500 cities worldwide are participating.

Politicians, Nobel Laureates, and research institutes support the March

The movement may have started out as a statement against the Trump presidency, but it has become so much more than that in the last couple months. Now, it is a “movement to defend the vital role science plays in our health, safety, economies, and governments” – with global support. In Germany alone there will be events held in 20 locations - including Helgoland, which will probably host the smallest March for Science worldwide. The biggest demonstration, however, is anticipated to be taking place in Berlin. Here, people will meet on April 22 at 1pm in front of the Humboldt University, and will march to the Brandenburg Gate. On the way there the march will stop briefly in front of the Hungarian embassy to support academic freedom in Hungary, after the recent implementation of a new law. At the Brandenburg Gate a number of speeches are planned – including one by Michael Müller, the Governing Mayor of Berlin, but also other well-known science journalists, such as Ranga Yogeshwar.

Among the long list of supporters of the March for Science in Germany are not only the names of countless individual scientists, but also Nobel Laureates, as well as the president of the German Council of Science and Humanities, and the presidents of the Max Planck Society, Fraunhofer Society, Helmholtz Society, and the overarching Alliance of Science Organisations in Germany.

Die deutsche Forschungslandschaft in der Bioökonomie ist sehr breit aufgestellt. Innerhalb der naturwissenschaftlichen Disziplinen erstreckt sie sich von den Agrarwissenschaften bis zur Chemie, von der Biodiversität bis zu den Ernährungswissenschaften, von der Umwelttechnologie bis zur Materialwissenschaft, von den Energietechnologien bis zur Prozess- und Verfahrenstechnik. Hinzukommen Querschnittsfelder wie die Biotechnologie oder die Informations- und Kommunikationstechnologie sowie geisteswissenschaftliche Disziplinen wie die Sozial-, Wirtschafts-, Politik- und Rechtswissenschaften.

Die Bundeshauptstadt ist in diesem Jahr erstmals Schauplatz der Internationalen Gartenausstellung. Seit dem 13. April sind die Tore zum rund 104 Hektar großen Areal im Berliner Stadtteil Marzahn für die Besucher geöffnet. Bereits am ersten Wochenende zu Ostern tauchten nach Angaben der Veranstalter 40.000 Menschen in das „Mehr aus Farben“ ein und ließen sich von Blumenmeer sowie Gartenbau und Landschaftsarchitektur beeindrucken. Zu den Top-Attraktionen der bis Mitte Oktober dauernden Gartenschau zählt neben den "Gärten der Welt" die neu aufgebaute Kabinenseilbahn.

Doch die beliebte Garten- und Landschaftsschau ist längst mehr als nur ein Schaufenster für exotische Gewächse und Zierpflanzen, sowie Plattform für Gartentrends und Pflanztipps. Das IGA-Gelände in mitten von Hochhäusern zwischen den „Gärten der Welt“ und dem Wuhletal ist zugleich Kulisse, um Bioökonomie - als ein nachhaltiges und biobasiertes Wirtschaften - hautnah zu erleben.

Natur spielerisch erleben

So werden auf dem IGA-Campus neben grünen Themen wie Gärtnern und Pflanzen, biologische Vielfalt und gesunde Ernährung auch aktuelle global drängende Fragen zu Nachhaltigkeit, fairem Handel oder Klimawandel und Umweltschutz diskutiert und veranschaulicht. Die knapp 2.500 Veranstaltungen des IGA-Campus richten sich vorrangig an die jüngsten Besucher, um sie auf spielerische Weise der Natur näher zu bringen. 

Ackerkulturen der Welt auf 2000 m²

Ein Erfahrungspark für Landwirtschaft mit besonderer Perspektive ist der an den IGA-Campus angrenzende „Weltacker“ vom Projekt 2000 m². Auf 2000 Quadratmetern wurden hier maßstabsgetreu Nutzpflanzen wie Weizen, Mais, Reis oder Soja so angepflanzt, wie sie anteilig weltweit angebaut werden. Die Angebote reichen von der „AckerTour“ über Projekte rund um Fragen zu Klimawandel, Agrobiodiversität, industrieller Landwirtschaft oder Fleischkonsum. Zugleich wollen die Akteure Antworten auf drängende globale Fragen zur Ernährungssicherheit geben, wobei die Rolle der Gentechnik, die Größe der Anbauflächen sowie das Thema Biosprit kritisch hinterfragt wird.

Die Zuckerrübe ist eine der jüngsten Neuzugänge auf den Äckern der gemäßigten Breiten. Erst im 18. Jahrhundert war es deutschen Pflanzenzüchtern gelungen, den Zuckergehalt der Runkelrübe mehr als zu verdoppeln. Das war die Basis für die industrielle Zuckerproduktion. Heute stammt etwa ein Drittel des weltweit konsumierten Zuckers aus der Zuckerrübe (Beta vulgaris), rund 25 Mrd. Euro werden jährlich damit erwirtschaftet. Außerdem werden die Rüben auch in der Herstellung von Bioenergie verwendet, beispielsweise für Bioethanol.

Der namensgebende Zucker in den Zuckerrüben wird durch Photosynthese in jeder Zuckerrübenpflanze von Grund auf neu synthetisiert. Bei einer modernen, erntereifen Pflanze macht der gespeicherte Zucker dann etwa 18% des Frischgewichts der Pflanze aus.

Dabei sammelt sich der Zucker in Zellhohlräumen der Rübe an, den sogenannten Sammel-Vakuolen. Allerdings war bis vor Kurzem noch nicht bekannt, wie der Zucker überhaupt in diese Vakuolen gelangt.

Dem Zucker-Transporter auf der Spur

Wie der Zuckertransport in der Rübe genau funktioniert, stand im Fokus eines deutschlandweiten Verbundprojekts unter der Leitung des Pflanzenbiochemikers Ulf-Ingo Flügge von der Universität zu Köln. An dem Projekt „Betamorphosis“ waren außerdem die Universitäten Erlangen, Kaiserslautern und Würzburg sowie von Industrieseite die Südzucker AG und die KWS Saat AG beteiligt. Das Verbundprojekt wurde vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) im Rahmen von „Plant 2030“ über einen Zeitraum von dreieinhalb Jahren mit insgesamt knapp 1,9 Mio. Euro gefördert. Das Ziel: den Ertrag und Zuckergehalt der Rübe erhöhen.

„Im Prinzip dreht sich alles um Source-Sink-Beziehungen“, bringt Flügge das Projekt auf den Punkt. In den Photosynthese-Organen der Pflanze, den Blättern, wird die Saccharose hergestellt. Die Pflanzenforscher sprechen daher von „Source“ (Quelle). Von den Blättern aus gelangt das Photosyntheseprodukt Zucker dann über die Leitgefäße in das Speichergewebe der Pflanze. Bei der Zuckerrübe handelt es sich hierbei um die Pfahlwurzel, bzw. die Rübe, die auch als „Sink“-Gewebe bezeichnet wird.

In ihren Bemühungen, den Zuckerertrag der Rüben durch herkömmliche Züchtung weiter zu steigern, gerieten die Züchter an ihre Grenzen. Unklar war jedoch, woran es lag: Kann in den Blättern nicht mehr produziert werden, oder sind die Speicherkapazitäten in der Rübe ausgereizt? „Bei der Kartoffel haben wir zuvor zeigen können, dass über eine Erhöhung der Sink-Kapazität der Stärkeertrag beträchtlich erhöht werden kann. Das haben wir durch eine Überexpression zweier Transporter am Ort der Stärkeproduktion in der Knolle erreicht“, so Flügge.

The sugar beet is one of the more recent arrivals on the fields of the world’s temperate zones, not least because it took until the 18th century for German plant breeders to significantly increase the sugar content of fodder beet. Once this had been achieved, the groundwork was laid for the industrial production of sugar. Today, about one third of the sugar consumed worldwide derives from sugar beet (Beta vulgaris), generating an annual turnover of around €25 billion. Beet is also used in the production of bioenergy, including bioethanol.

In every single sugar beet, the eponymous sugar is newly synthesised from the ground up via the process of photosynthesis. The sugar that can be stored in a modern and harvestable plant accounts for around 18% of the fresh weight of the plant. This valuable ingredient is concentrated in hollow spaces in the cells of the beet, the so-called ‘collecting vacuoles’. Until recently however, it was not known how the sugar accumulates in these vacuoles.

Tracking down the sugar transporters

The precise functioning of structures for sugar transportation in beet has been the focus of a Germany-wide collaborative project titled ‘Betamorphosis’, which was headed by plant biochemist Ulf-Ingo Flügge at the University of Cologne. The universities of Erlangen, Kaiserslautern and Würzburg as well as the industrial divisions of Südzucker AG and KWS Saat AG were also involved in the project, which was funded with nearly €1.9 million over a period of three and a half years by the German Federal Ministry of Education and Research (BMBF) within the scope of the initiative ‘Plant 2030'. The overarching objective: to increase the yield and sugar content of beet.

“In essence, it’s all about source-sink relationships,” summarises Ulf-Ingo Flügge. Sucrose is produced in the leaves - the photosynthesis organs of the plant. The plant researchers refer to them as the ‘source’. This photosynthesis product is then transported away from the leaves through the capillaries of the plant and into the storage tissue. In the case of sugar beet, this tissue is the taproot – also referred to as the ‘sink tissue’.

The efforts of breeders to further increase sugar yields from beet using conventional breeding eventually came up against their natural limits. However, the causes of these limits remained unclear: are the leaves unable to produce any more sugar, or have the storage capacities of the beet been reached? “In the case of the potato, we have previously demonstrated that increasing the sink capacity can considerably increase the starch content. We achieved this through an overexpression of two transporters proteins at the site of starch production in the tuber,” says Flügge.

Traditionelles Heilwissen ist in der Kultur vieler Länder Afrikas bis heute tief verwurzelt. Viele Jahre von der evidenzbasierten Medizin vernachlässigt, stehen die Geheimnisse der Medizinmänner heute in der pharmazeutischen Forschung hoch im Kurs. Auf der Suche nach Wirkstoffen für neue Antibiotika oder Krebsmedikamente gewinnen immer mehr Heilpflanzen an Bedeutung. So fanden Wissenschaftler vor einigen Jahren in dem strauchähnlichen Baum Phyllanthus engleri Substanzen, die Epilepsie, Husten, Bauchschmerzen und sogar Nierenkrebs heilen könnten.

Heilpflanzen aus Botswana, Äthopien und Tansania

In einem neuen internationalen Forschungsprojekt wollen Wissenschaftler der Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg (MLU) nun gemeinsam mit der University of Botswana, der Addis Ababa University in Äthiopien und der University of Health and Allied Sciences in Tansania in afrikanischen Gewächsen nach Heilkräften gegen Aids, Tuberkulose und Wurmerkrankungen suchen. Das Vorhaben wird vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) und dem Akademischen Auslandsdienst in den kommenden vier Jahren mit insgesamt 800.000 Euro unterstützt.

Den Wirkstoffen auf der Spur

Im Fokus stehen dabei Pflanzen, die in den Ländern Äthiopien, Botswana und Tansania bereits medizinisch genutzt werden. "Wir wollen ökologisch gefährdete, therapeutisch wirksame und kommerziell nutzbare Pflanzen zunächst identifizieren und schließlich kultivieren", erklärt Projektleiter Peter Imming vom Institut für Pharmazie der MLU. Bei der Suche nach den Heilpflanzen arbeiten die Hallenser Forscher mit dem Leibniz-Institut für Pflanzenbiochemie in Halle zusammen. "Unser Ziel ist, wissenschaftlich zu begründen, welche Inhaltsstoffe für die Wirkung der Arzneipflanzen verantwortlich sind", sagt Imming.

Anbau und kommerzielle Nutzung vor Ort geplant

Darüber hinaus hofft das Team um Imming, Pflanzen zu finden, aus denen sich pharmazeutische Hilfsstoffe gewinnen lassen. „Hilfsstoffe sind für die Wirksamkeit von Arzneien essenziell und werden in größeren Mengen benötigt als die eigentlichen Wirkbestandteile", betont er. Hierbei werden die Hallenser von Experten des Instituts für Angewandte Dermatopharmazie sowie von der äthiopischen University in Addis Ababa unterstützt.

Der Plan: Jene Pflanzen die wissenschaftlich als Heilpflanzen identifiziert wurden, sollen später kultiviert und in den afrikanischen Ländern angebaut werden, um den heilenden Wirkstoff vor Ort in großen Mengen für medizinische Zwecke nutzen zu können. "Gelingt es uns, dies nach Abschluss des Forschungsprojekts in unternehmerische Hände vor Ort abzugeben, wäre das ein nachhaltiger Erfolg", so Immig.

bb

Mehr als zehn Prozent der Ernte wichtiger Nutzpflanzen wie Weizen oder Kartoffeln gehen jährlich durch Nematodeninfektionen verloren. Nematoden (Fadenwümer) sind mikroskopisch kleine Parasiten, die ihren Wirtspflanzen Nährstoffe und Wasser entziehen. Forschern der Universität Bonn und dem Sainsbury Laboratory in Norwich haben einen Rezeptor auf der Pflanzenoberfläche entdeckt, der Nematoden erkennt, und daraufhin eine Abwehrreaktionen gegen die Eindringlinge auslöst. Die Ergebnisse haben sie im Fachjournal "PLOS Pathogens" publiziert.

Ein Rezeptor gegen viele Nematoden

Die Pflanzenforscher aus Bonn und Norwich identifizierten ein Gen namens NILR1 in der Modellpflanze Ackerschmalwand (Arabidopsis thaliana), das es den Gewächsen ermöglicht, die Nematoden zu erkennen. Das Team konnte aber auch bereits nachweisen, dass Nutzpflanzen wie Tomaten und Zuckerrüben ebenfalls über dieses Gen verfügen. Florian Grundler von der Universität Bonn erklärt: „NILR1 ist der genetische Code für ein Rezeptorprotein, das auf der Oberfläche von Pflanzenzellen sitzt und andere Moleküle binden und erkennen kann. Vermutlich erkennt NILR1 ein von den Nematoden abgegebenes Molekül, und leitet die Aktivierung der pflanzlichen Immunabwehr ein.”

Das Besondere an dem Fund: NILR1 erkennt ein breiteres Spektrum von Nematoden. Es wurden zwar schon einige Rezeptorproteine identifiziert, allerdings waren diese jeweils hochspezifisch für bestimmte Nematodenarten. Diese Besonderheit betont auch Shahid Siddique, Arbeitsgruppenleiter in der Molekularen Phytomedizin: „Das Gute an NILR1 ist, dass es in verschiedenen Nutzpflanzen vorkommt und dass es gegen viele Nematodenarten Schutz verleiht.“

Signal der Nematoden führt zu neuem Pflanzenschutz

Das nächste Ziel der Forscher ist es, das Molekül zu isolieren, welches an NILR1 bindet und dadurch die Immunabwehr aktiviert. Die Ergebnisse der Wissenschaftler könnten neue Perspektiven für die Züchtung resistenter Pflanzen eröffnen. Denn sobald das Signalmolekül der Nematoden charakterisiert ist, steht potenziell eine neue Generation von natürlichen Substanzen zur Verfügung, mit der sich Abwehrreaktionen der Pflanze aktivieren und somit Nematoden sicher und umweltfreundlich bekämpfen lassen.

jmr

Schon seit 1970 wird der 22. April auch als „Earth Day“ betitelt. Damals gingen erstmals Millionen Amerikaner auf die Straße, um für eine gesunde und nachhaltige Umwelt zu demonstrieren. Seitdem ist diese Bewegung immer mehr gewachsen, und befasst sich inzwischen auch mit den Themen „Globale Erwärmung“ und „Grüne Energie“. In den ersten Wochen nach dem Amtsantritt von Präsident Trump in den USA gab es zahlreiche Kundgebungen – so auch der „Women’s March“. Angespornt von dessen Erfolg und etlichen negativen Äußerungen der Trump-Regierung bezüglich Wissenschaft und Forschung schlossen sich einige Wissenschaftler in den USA zusammen, und planten einen „Scientist’s March on Washington“. Die Idee wuchs jedoch schnell über sich hinaus und wurde zu einem weltweiten Event – dem „March for Science“. Als Termin für die Kundgebung wurde passenderweise der 22. April 2017 – „Earth Day“ – ausgewählt. Mittlerweile sind an dem Tag Kundgebungen in über 500 Städten weltweit geplant.

Forschungsorganisationen, Nobelpreisträger, Politiker dabei

Auch wenn die Kundgebung ursprünglich einer „Anti-Trump-Stimmung" entwachsen ist, so geht es inzwischen doch um viel mehr als das. Mittlerweile geht es den Veranstaltern darum, die Bedeutung der Wissenschaft für unser tägliches Leben, aber auch für unsere Gesundheit, Sicherheit, Wirtschaft und in der Politik hervorzuheben – und das mit Unterstützern weltweit. Allein in Deutschland sind an 20 Orten 21 Veranstaltungen rund um den "March for Science" geplant. Unter anderem auch in Helgoland, wo es vermutlich die weltweit kleinste Kundgebung geben wird.

Die größte deutsche Demonstration ist hingegen in Berlin geplant. Hier werden sich die Teilnehmer um 13:00 Uhr vor der Humboldt-Universität treffen, um dann zum Brandenburger Tor zu marschieren. Unterwegs ist auch ein Zwischenstopp vor der Ungarischen Botschaft geplant, hier wird der Zug sich demonstrativ für die Freiheit der Wissenschaft stark machen, die erst vor Kurzem durch Änderungen des Hochschulgesetzes infrage gestellt wurde. Vor dem Brandenburger Tor werden prominente Akteure sprechen, unter anderem der Regierende Bürgermeister von Berlin, Michael Müller, und der Wissenschaftsjournalist und TV-Moderator Ranga Yogeshwar. Auf der langen Liste der Unterstützer des March for Science in Deutschland finden sich neben den vielen Namen einzelner Wissenschaftler auch Nobelpreisträger, sowie der Deutsche Wissenschaftsrat und die Allianz der Wissenschaftsorganisationen.

Frösche sind ein wichtiger Bestandteil des ökologischen Gleichgewichts. Zum einen sind sie eine bevorzugte Nahrungsquelle für viele Vögel und Säugetiere, zum anderen verspeisen sie selbst enorme Mengen von Insekten, und sind somit unabdingbar bei der Kontrolle von Schädlingen. In Deutschland und Europa werden Froschschenkel als Delikatessen immer beliebter. Wird die steigende Nachfrage jedoch durch Wildfänge anstelle von nachhaltigen Zuchtfarmen gedeckt, kann das ökologische Gleichgewicht schnell aus den Fugen geraten. Deswegen hat ein Forscherteam des Museums für Naturkunde Berlin eine neue Methode der Isotopenanalyse entwickelt, um die Herkunft der Froschschenkel eindeutig zu bestimmen.

Isotopenanalyse verrät Herkunft

Jährlich werden rund 500 Millionen Frösche verzehrt. Damit sich diese großen Mengen  nicht negativ auf das Ökosystem auswirken, werden Frösche – ähnlich wie Hühner oder Rinder –  nachhaltig auf Farmen gezüchtet. Kostengünstiger sind jedoch illegale Fänge und die Verarbeitung von Wildfröschen. Dem wollen Forscher des Naturkundemuseum in Berlin eine Herkunftserkennung mittels Isotopenanalyse entgegensetzen. Das Team um Carolin Dittrich veröffentlichte seine Ergebnisse im Fachjournal „Ecology and Evolution“.

Viele Elemente kommen in der Natur mit unterschiedlichen Gewichten (Isotopen), und somit mit unterschiedlichen chemischen Eigenschaften vor. Je nach dem wie die Isotope zusammengesetzt sind, lässt dies Rückschlüsse über die Herkunft und Lebensweise der getesteten Tiere zu. Denn die Isotopen-Zusammensetzung variiert überall auf der Erde, und einige seltenere, schwere Isotope reichern sich auch über die Nahrungskette an. Zum Beispiel ist der Anteil von schwerem Stickstoff im Gewebe größer, je mehr tierische Nahrung aufgenommen wurde.

Auskunft über den Speiseplan

Im Fall der Frösche haben Carolin Dittrich und ihre Kollegen die Zusammensetzung der stabilen Isotope von Stickstoff, Kohlenstoff und Sauerstoff in den Muskeln und Knochen der Froschschenkel untersucht. Dittrich erklärt: „Dadurch können wir herausfinden, von was sich ein Tier hauptsächlich ernährt hat. Und selbst die Vielfalt des Speiseplans ist in der Signatur der Isotopen festgehalten.“ So konnte das Team feststellen, dass die Froschschenkel mit großer Wahrscheinlichkeit tatsächlich aus den angegebenen Ländern stammten – allerdings nur teilweise auch wirklich auf Farmen aufwuchsen. Laut der Isotopenanalyse wuchs etwa die Hälfte der Tiere unter natürlichen Bedingungen – also in freier Wildbahn – auf.

Für die Stabilität des Ökosystems

Zudem konnten die Forscher mittels molekularer Analysen feststellen, dass die Artangaben auf den Verpackungen nicht immer korrekt waren. Ihr Ziel: Die neue Methode soll ein Werkzeug für den Naturschutz und Zoll werden, um die Herkunft von Froschschenkeln zu überprüfen, und so den Handel mit Tieren aus Wildpopulationen weiter zu minimieren. Mark-Oliver Rödel, Wissenschaftler am Museum für Naturkunde Berlin, fasst die Bedeutung und zukünftigen Möglichkeiten der Ergebnisse zusammen: „Dadurch könnte der Jagddruck von natürlichen Populationen genommen, zur Stabilität von Ökosystemen beigetragen, und somit letztlich auch der jeweiligen Bevölkerung geholfen werden.“

jmr

The CRISPR-Cas system is a revolutionary and unique genome editing tool. It is the basis for countless new molecular research projects. And especially the applied research in the biotechnology sector is benefiting from the new approach – which is why it is being hailed as a remarkable breakthrough worldwide. There are currently a number of global projects underway that are investigating how best to apply the genome editing tool – medical researchers and plant breeding programs alike are testing and applying the new method.

Charpentier has been a director at the Max Planck Institute for Infection Biology in Berlin since 2015, where she is heading the department “Regulation in Infection Biology”. In the future she will be managing her own research centre: The Max Planck Unit for the Science of Pathogens. The unit will initially be situated at the MPI for Infection Biology, but will most likely receive its own address in the near future. In early April the Joint Science Conference (Gemeinsame Wissenschaftskonferenz – GWK) decided to integrate this new research unit into its federal funding system.

Charpentier originally discovered CRISPR-Cas as a part of the natural virus-defence system occurring in bacteria. These microbes stop viruses by cutting their DNA. After working in the US and Austria, she moved to the University in Umeå in 2009. In 2012 Charpentier and her collleague Jennifer Doudna published a complete manual on the CRISPR-Cas cutting mechanism in the journal Science. Since then researchers worldwide have been using this new genome editing mechanism.

In early 2013 Charpentier moved to Germany where she held an Alexander von Humboldt Professorship at the Helmholtz Centre for Infection Research in Braunschweig. Over the last few years Charpentier has received a number of prestigious academic awards for her groundbreaking work.

jmr/pg

Chronische Wunden wie sie etwa als Langzeitfolge von Diabetes auftreten, heilen nur schwer. Die Gefahr, dass über die verletzte Haut Erreger eindringen, ist somit groß. Wissenschaftler vom Leibniz-Institut für Polymerforschung Dresden und der Klinik für Dermatologie der Universität Leipzig haben nun gemeinsam spezielle Hydrogel-Wundauflagen entwickelt, die nachweislich den Heilungsprozess bei chronischen Wunden beschleunigen. Der Clou: Wie ein Schwamm bindet das Material entzündungsfördernde Stoffe aus dem Wundbereich - und unterstützt somit den Heilprozess. Wie die Wissenschaftler im Fachjournal „Science Translation Medicine“ berichten, handelt es sich dabei um eine Klasse natürlich vorkommender Kohlenhydrate, um sogenannte Glykosaminoglykane.

Hydrogel bindet entzündungsfördernde Signalproteine

Im Rahmen der Studie hatte das Team einen neuen Ansatz zur Neutralisierung entzündungsfördernder Signalproteine, sogenannter Chemokine, untersucht. Die Chemokine sorgen dafür, dass Immunzellen in die Wunden einwandern. Durch die biomolekularen Wechselwirkungen von Hydrogel und Chemokinen konnten die entzündungsfördernden Signalproteine aus der Haut gebunden und somit ausgeschaltet werden.

Breites Potenzial für medizinische Anwendungen

In Tierversuchen mit diabetischen Mäusen konnten die Forscher die entzündungsdämpfende Wirkung des neuartigen auf eine Wundauflage aufgebrachten Hydrogels bereits nachweisen. Das Team ist zuversichtlich, dass das neuartige Material nicht nur neue Behandlungsmöglichkeiten für chronische Hautwunden bietet, sondern auch für andere medizinische Anwendungen geeignet ist. Die Entwicklung der Hydrogel-Wundauflage wurde von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) im Rahmen des Transregio-Sonderforschungsbereichs „Funktionelle Biomaterialien zur Steuerung von Heilungsprozessen in Knochen- und Hautgewebe“ gefördert.

bb/pg

Despite great advances in technologies, precise weather forecasts are still very difficult to make. Thus, many researchers rely on computer models. However, these models are built upon specific data sets, which are difficult to come by. In particular agriculture requires exact forecasts and is largely negatively affected by the ongoing climate change.

An international team of researchers is now establishing a new Land-Atmosphere Feedback Observatory (LAFO), in order to track changes in weather and climate. Their hope is that this will  provide additional information to benefit the global food security. LAFO director and climate expert Volker Wulfmeyer at the University of Hohenheim emphasizes: “It is very important for society and businesses to be able to better predict droughts or heavy precipitation so they can give more precise advance warning.”

Investigating climate change on 9 square kilometres

On the western side of the University of Hohenheim, on 9 square kilometres of the Heidfeldhof, the new Land-Atmosphere Feedback Observatory (LAFO) is being built. The institute will remain part of the Hohenheim Research Center for Global Food Security and Ecosystems. Furthermore, a number of German and international research partners will be involved, such as the Institute of Meteorology and Climate Research at the Karlsruhe Institute of Technology (KIT), and the Terrestrial Environmental Observatories (TERENO) at the Helmholtz Society.

The researchers aim to decipher wind, temperature, and humidity fluctuations in the lower atmospheric layers. Additionally, they plan to investigate the turbulent transportation of moisture and warmth up to a height of around two kilometres. The Carl Zeiss Foundation is supporting the project with €800.000 over four years.

Combined know-how for LAFO

In order to understand the complex processes underlying weather- and climate phenomenons, LAFO will approach the questions threefold: for remote sensing the LIDAR systems (Light Detection and Ranging) will be used. These systems are able to measure turbulent wind, temperature, and moisture structures in the atmosphere at the same time. The second pillar will be sensors that measure energy flows on the land surface and the state of the soil and vegetation. These measurement stations will determine the exchange of energy, water, and trace gases between the land surface and the atmosphere near the soil. Moreover, there will be a soil moisture measurement network at play, which will serve to investigate the connection between evaporation and soil moisture. The third approach will entail devices to characterize the vegetation.

jmr

Alte, morsche Bäume sind viel mehr als nur Brennholz. Sie sind der Lebensraum zahlreicher Vögel, Insekten und Mikroben, die für den Erhalt des Ökosystems Wald sorgen. Auch der Nutzen des alternden Holzes für Klima und Natur ist durch Studien belegt. Biodiversitätsforscher machen sich daher seit Langem für den Erhalt des sogenannten Totholz im Wald stark, um das Leben im Ökosystem zu schützen. Im Projekt „FunWood IV“ wollen Wissenschaftler der Universität Coburg nun den Einfluss der vermodernden Bäume auf das Ökosystem Wald genauer untersuchen und dabei auch die Auswirkungen der Land- und Forstwirtschaft auf die Biodiversität von Totholz analysieren.

Mechanismen des Holzabbaus erkunden

Ziel des Projektes ist es herauszufinden, wie die Mechanismen beim Holzabbau wirken und wie diese die Biodiversität beeinflussen. Dabei stehen auch die Intensität der Waldbewirtschaftung und ihr Einfluss auf das Waldökosystem im Fokus der Studie. Bekannt ist, dass der Masseverlust je nach Holzart, Pilzart und Temperatur variiert. In Zusammenarbeit mit dem Helmholtz-Institut für Umweltforschung in Leipzig will das Coburger Team um Matthias Noll daher Totholz aus drei Waldgebieten in Deutschland untersuchen. Dafür wurden in der Schorfheide-Chorin, in Hainich-Dün und in der Schwäbischen Alb auf je 12 Flächen jeweils 13 verschiedene Stämme alternden Holzes darunter Eiche, Kiefer und Birke ausgelegt.

DFG unterstützt Waldforschung

In regelmäßigen Abständen wollen die Forscher Holzproben auf die darin lebenden Mikroorganismen untersuchen und daraus Proteine extrahieren, um die Rolle der Mikroben beim Holzabbau zu erkunden. Anhand neuer Holzstäbe, die in die Tothölzer eingesetzt werden, soll der Verlauf des Abbaus aufgezeigt und untereinander verglichen werden. Proben von Holzmehl sollen den Forschern wiederum Antwort auf die Frage geben, wie sich Temperaturschwankungen auf das mikrobielle Ökosystem auswirken. Das Vorhaben wird von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) im Rahmen des Schwerpunktprogramms Biodiversitäts-Exploratorien mit 400.000 Euro gefördert. Die Nutzung von Totholz und deren Bedeutung für die Biodiversität stehen auch in dem vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) seit 2015 geförderten Verbundvorhaben "Bioholz" im Fokus.

bb