Zellmembranen trotzen dem Frost

Die Widerstandsfähigkeit gegenüber Frostschäden ist für das Überleben von Pflanzengewebe sowohl im Rahmen der Kryokonservierung als auch bei Frostgefahr für Getreide von großer Bedeutung. Ein Team von Wissenschaftlern untersuchte nun im Rahmen eines europäischen Projekts die biomolekulare Grundlage für die Mechanismen der Widerstandsfähigkeit gegenüber dem Gefrierverfahren.

Gesundheit

Pflanzensysteme besitzen verschiedene Funktionen zur Abwehr von Gefahren aus der Umwelt, da sie einem kontinuierlichen Einfluss durch sich ändernde Wetter- und Bodenbedingungen, Schädlinge und benachbarte Rivalen ausgesetzt sind. Die Widerstandsfähigkeit gegenüber Frostschäden ist für die Landwirtschaft von ökonomischer Bedeutung. Darüber hinaus besitzen sowohl die Kryokonservierung zum Erhalt genetischen Materials als auch der Frostschutz bei Getreidepflanzen eine hohe wirtschaftliche und soziale Bedeutung. Das allgemeine Ziel des CRYMCEPT-Projekts lag in der Entwicklung neuer Methoden zur Kryokonservierung. Die Projektpartner an der Katholieke Universiteit Leuven im belgischen Löwen untersuchten insbesondere die molekularen Veränderungen innerhalb des Zellmembransystems beim Gefrieren. Denn in erster Linie treten hier Frostschäden auf, und die hier stattfindenden Veränderungen der biomolekularen Struktur sind der Schlüssel zu einem möglicherweise zugrunde liegende Mechanismus. Man konzentrierte sich hierbei insbesondere auf die durch eine Vorbehandlung mit Saccharose bewirkten Veränderungen oder die Austrocknung. Diese speziellen Vorgänge werden angewandt, um das Überleben zahlreicher Pflanzenspezies bei der Konservierung zu sichern. Die Wissenschaftler fanden heraus, dass diese Behandlungsformen zu Veränderungen in den gebundenen Sterinen, Phospholipiden und freien Fettsäuren führten. Das Team schlussfolgerte daraus, dass der Einsatz von Sterinen und Fettsäuren während der Vorkulturphase die bei der Kryokonservierung nach dem Auftauen einsetzende Regenerierung verbessern könnte. Pharmaindustrie und Landwirtschaft sowie am Erhalt genetischen Materials interessierte Konzerne können von diesen Fortschritten profitieren. Der Schutz des genetischen Erbes unseres Planeten ist wahrscheinlich von unserer Fähigkeit abhängig, die genetische Integrität zahlreicher vom Aussterben bedrohter Spezies zu schützen und zu regenerieren.

Establishing cryopreservation methods for conserving european plant germplasm collections

Zellmembranen trotzen dem Frost

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