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Pressemeldung

Nr. 194 / 2019

22. Oktober 2019 : Anpassung der Pflanzen an das Landleben – Gemeinsames Forschungsprojekt der Universitäten Osnabrück und Bielefeld von DFG gefördert

Wie sich die ersten Pflanzen vor 500 Millionen Jahren an das Leben an Land anpassten, untersucht ein Forschungsprojekt, welches gemeinsam von den Universitäten Osnabrück und Bielefeld durchgeführt wird. Dr. Sabine Zachgo, Professorin für Botanik im Fachbereich Biologie/Chemie und Direktorin des Botanischen Gartens an der Universität Osnabrück, erhielt zusammen mit Prof. Dr. Andrea Bräutigam, Professorin für Computational Biology in Bielefeld, Fördermittel der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) in Höhe von über 400.000 Euro für ein Moos-Sequenzierungsprojekt plus weitere Mittel für die umfangreichen Sequenzierungskosten.

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© Sabine Zachgo

In der Petrischale wächst das Lebermoos Marchantia polymorpha, das aus dem Botanischen Garten stammt und für welches sterile Kulturen in der Klimakammer aufgebaut wurden.

Vor ca. 500 Millionen Jahren entwickelten sich die ersten Landpflanzen aus einem algenartigen Vorläufer, der noch im Wasser lebte, das diese aquatischen Organismen vor hoher UV- und Lichteinstrahlung und Dürreperioden schützt. Die Sequenzierungsdaten werden zeigen, wie die ersten Landpflanzen sich vor Stressfaktoren schützten und damit auch dazu beitragen, die Auswirkungen des Klimawandels und die damit einhergehenden, heutigen Anpassungen an veränderte Umweltbedingungen besser zu verstehen.

Als Modellorganismus verwenden die Forscher das Lebermoos Marchantia polymorpha, welches sie aus dem Botanischen Garten im Labor in Kultur genommen haben. Prof. Zachgo freut sich, dass durch den Botanischen Garten und seine Expertise organismische und molekulare Forschungsfragen am Modellorganismus Marchantia miteinander verknüpft werden und über 600 Proben zum Sequenzieren generiert werden. Die Proben stammen aus unterschiedlichen Entwicklungsstadien, Stressbehandlungen (z. B. Trockenheit, erhöhte Licht- und UV-Lichteinstrahlung) und verschiedenen Standorten im Botanischen Garten und zeigen, wie einzelne Gene auf unterschiedliche Bedingungen reagieren, welches mittels eines sogenannten ‚Transkriptom-Atlases‘ der internationalen Gemeinschaft von Marchantia-Forschern zugänglich gemacht wird.

Durch die Zusammenarbeit mit Prof. Bräutigams Team werden moderne bioinformatische Methoden, wie die des überwachten maschinellen Lernens (‚supervised machine learning‘) genutzt, um Schlüsselgene zu identifizieren, die komplexe regulatorische Netzwerke kontrollieren. ‘‘Die bioinformatisch generierten Daten und daraus erstellten Hypothesen werden dann von unserem Team durch molekulargenetische Untersuchungen im Kontext der SFB 944 und EvoCell Graduiertenkollegs experimentell validiert“, so Prof. Dr. Sabine Zachgo zur Vorgehensweise innerhalb des Forschungsprojekts.

Weitere Informationen für die Redaktionen:
Prof. Dr. rer. nat. Sabine Zachgo, Universität Osnabrück
Fachbereich Biologie
Barbarastraße 11, 49076 Osnabrück
Tel.: +49 541 969 2840
sabine.zachgo@biologie.uni-osnabrueck.de