Forschungsschwerpunkte
Pflanzen sind an ihrem natürlichen Standort ständig wechselnden Umweltbedingungen ausgesetzt. Um schnell auf kurzfristige Änderungen der Umweltbedingungen zu reagieren, haben sie komplexe Signalnetzwerke entwickelt, um abhängig von unterschiedlichen Reizen, Geweben und Entwicklungsstadien eine best-mögliche zelluläre Antwort zu initiieren. Eine wichtige Rolle in diesen Signalwegen spielen sekundäre Botenstoffe, z.B. Ca2+ und ROS, sowie Pflanzenhormone.
Unsere Gruppe verwendet eine Vielzahl experimenteller Ansätze, um verschiedene Signalwege und ihre Interaktionen miteinander zu analysieren. Ziel unserer Arbeit ist es, ein tiefergehendes Verständnis zu entwickeln, wie Pflanzen ihre Umwelt wahrnehmen und mit ihr interagieren. In unseren Forschungsprojekten kombinieren wir klassische molekulare und biochemische Methoden mit hochauflösender Fluoreszenzmikroskopie, Omics und moderner Datenanalyse. Für stärker angewandte Ziele machen wir vergleichende Studien zwischen der Modelpflanze Arabidopsis thaliana und den Nutzpflanzen Gerste und Kartoffel.
Calcium-abhängige Signalwege im abiotischen Stress
(Dr. Fatima Chigri, Sabarna Bhattacharyya)
Ca2+ abhängige Signalwege sind an der Weiterleitung zahlreicher Umweltsignale beteiligt. Transiente Änderungen in der Konzentration freier Calciumionen [Ca2+] werden von einer Reihe unterschiedlicher Sensorproteinen wahrgenommen, welche wiederum zahlreiche zelluläre Prozesse beeinflussen.
An der Modelpflanze Gerste untersuchen wir Ca2+-abhängige Änderungen der Genexpression als Antwort auf oxidativen Stress.
Anpassung der Kartoffel an Trockenheit und Nässe
(Prof. Dr. Ute C. Vothknecht)
Die Kartoffel ist eine der wichtigsten Nahrungsmittelpflanzen weltweit und außerdem auch als Futtermittel und Industrierohstoff von enormer wirtschaftlicher Bedeutung. Die Kartoffel stammt aus den klimatisch kühlen Hochlandregionen Südamerikas und ist daher besonders hitzeempfindlich.
Im Rahmen eines EU-weiten Forschungskonsortiums haben wir wir die molekularen Grundlagen der phänotypischen Reaktionen auf verschiedene Stressbedingungen analysiert.
Accelerated Development of multiple-stress tolerant Potato - EU H2020-SFS-2018-2020 (Sustainable Food Security)
Diese Arbeiten werden weitergeführt mit dem Ziel spezifische Trockenheitsmarker zu identifizieren und sichtbar zu machen.
Role of epitranscriptomic modification (m6A) in drought stress (Yasira Shoaib)
In recent years, post-transcriptional RNA modifications have emerged as important ‘epitranscriptomic’ regulatory networks. Among these, m6A is the most abundant, dynamic and reversible internal mRNA modification. It is installed and removed by methyltransferases and demethylases also known as ‘writers’ and ‘erasers’, respectively, and recognized by RNA binding ‘reader’ proteins.
In this DAAD funded project we analyse the role of a gene, m6A-DRG, involved in regulating m6A mRNA modification that was shown to be increased upon drought stress.
Identification of potential green light receptors that affect plant development (Dr. Susann Frank)
Various photoreceptors such as phytochromes (red/far red), phototropins, cryptochromes and LOV domain containing F-box proteins (blue), and UVR8 are involved in light signaling in land plants. These receptors influence the whole development of plants like germination, deetiolation, shade avoidance reactions and flowering time. Additionally, they are involved in the circadian clock and short time reactions like stomata opening.
These receptors cover a wide range of the spectrum but leave a gap in the green light part. There is evidence for green light sensing in plants but a potential green light sensor is so far not identified. In our search for additional receptors, we elucidate a potential green light sensor (GRS) that might close the gap.