Angewandte Chromosomenbiologie

Forschungsziele

Die unabhängige Forschungsgruppe Angewandte Chromosomenbiologie (Applied Chromosome Biology - ACB) untersucht die genetischen und epigenetischen Mechanismen der Meiose und der Gametenbildung, die für die Stabilität des Genoms und die Fruchtbarkeit von entscheidender Bedeutung sind.

Meiose und Gametogenese sind sehr anfällig für Klimaveränderungen. Daher sind wir besonders daran interessiert, zu verstehen, wie die Bedingungen des Klimwandels die oben genannten Prozesse beeinflussen. Die Aufklärung der zugrundeliegenden Mechanismen wird es uns ermöglichen, die Empfindlichkeit von Pflanzen zu beeinflussen und somit deren Toleranz gegenüber klimatischen Veränderungen zu verbessern.

Wir verwenden Arabidopsis als Modellpflanze, um grundlegende biologische Fragen zu klären. Unser am Modellsystem generiertes Wissen wenden wir auch bei für die Ernährung wichtigen Getreidepflanzen,aber auch bei Nutzgemüse an.

Unsere Forschung ist in die Abteilung Züchtungsforschung eingebettet. Wir tragen mit unseren Arbeiten zum IPK-Forschungsschwerpunkt "Mechanismen der Reproduktion" (FSP3) bei.

Ausgewählte Projekte:

Durch die Kombination von epigenomischen, proteomischen und vorwärtsgenetischen Ansätzen wollen wir verstehen, wie Pflanzen die Genomstabilität und Fruchtbarkeit während der Reproduktionsentwicklung aufrechterhalten, insbesondere unter dem Einfluss des Klimawandels. Derzeit arbeiten wir an den folgenden Themen:

  1. Identifizierung der Rolle der epigenetischen Regulierung in der Meiose und Gametogenese
  2. Aufklärung der Mechanismen der nicht-reduzierten Gametenbildung bei Pflanzen
  3. Verständnis der genetischen und epigenetischen Grundlagen der reproduktiven Thermotoleranz

Publikationen

Autor
Titel
Publikationen 2025

Ma Y:

Dissecting the mechanism of nuclear restitution in Arabidopsis male meiosis. (PhD Thesis) Halle/S., Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg, Naturwissenschaftliche Fakultät III Agrar- und Ernährungswissenschaften, Geowissenschaften und Informatik (2025) 131 pp.

Ma Y, Jiang H:

Actin filaments drive spindle positioning in Arabidopsis meiosis II. New Phytol. 248 (2025) 2187-2191. https://dx.doi.org/10.1111/nph.70625

Publikationen 2024

Göbel A-M, Zhou S, Wang Z, Tzourtzou S, Himmelbach A, Zheng S, Pradillo M, Liu C, Jiang H:

Mutations of PDS5 genes enhance TAD-like domain formation Arabidopsis thaliana. Nat. Commun. 15 (2024) 9308. https://dx.doi.org/10.1038/s41467-024-53760-x

Li L, Yang H, Zhao Y, Hu Q, Zhang X, Jiang T, Jiang H, Zheng B:

ARID1 is required to regulate and reinforce H3K9me2 in sperm cells in Arabidopsis. Nat. Commun. 15 (2024) 7078. https://dx.doi.org/10.1038/s41467-024-51513-4

Xu L, Zheng S, Witzel K, Van De Slijke E, Baekelandt A, Mylle E, Van Damme D, Cheng J, De Jaeger G, Inzé D, Jiang H:

Chromatin attachment to the nuclear matrix represses hypocotyl elongation in Arabidopsis thaliana. Nat. Commun. 15 (2024) 1286. https://dx.doi.org/10.1038/s41467-024-45577-5

Publikationen 2023

Kuhlmann M, Jiang H, Catoni M, Johannes F:

Editorial: DNA methylation in plants associated with abiotic stress, volume II. Front. Plant Sci. 14 (2023) 1203806. https://dx.doi.org/10.3389/fpls.2023.1203806

Piskorz E W, Xu L, Ma Y, Jiang H:

Double-haploid induction generates extensive differential DNA methylation in Arabidopsis. J. Exp. Bot. 74 (2023) 835-847. https://dx.doi.org/10.1093/jxb/erac397

Wang N, Wang Z, Tzourtzou S, Wang X, Bi X, Leimeister J, Xu L, Sakamoto T, Matsunaga S, Schaller A, Jiang H, Liu C:

The plant nuclear lamina disassembles to regulate genome folding in stress conditions. Nat. Plants 9 (2023) 1081-1093. https://dx.doi.org/10.1038/s41477-023-01457-2

Xu L:

Insights into the role of an Arabidopsis nuclear matrix binding protein AHL22 in chromatin regulation and hypocotyl growth. (PhD Thesis) Halle/S., Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg, Naturwissenschaftliche Fakultät III Agrar- und Ernährungswissenschaften, Geowissenschaften und Informatik (2023) 98 pp.

Yi J, Kradolfer D, Brownfield L, Ma Y, Piskorz E, Köhler C, Jiang H:

Meiocyte size is a determining factor for unreduced gamete formation in Arabidopsis thaliana. New Phytol. 237 (2023) 1179-1187. https://dx.doi.org/10.1111/nph.18473

Publikationen 2022

Cheng J:

H3K9 demethylation is required for reproduction in Arabidopsis. (PhD Thesis, kumulativ) Halle/S., Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg, Naturwissenschaftliche Fakultät III Agrar- und Ernährungswissenschaften, Geowissenschaften und Informatik (2022) 111 pp.

Cheng J, Xu L, Bergér V, Bruckmann A, Yang C, Schubert V, Grasser K D, Schnittger A, Zheng B, Jiang H:

H3K9 demethylases IBM1 and JMJ27 are required for male meiosis in Arabidopsis thaliana. New Phytol. 235 (2022) 2252-2269. https://dx.doi.org/10.1111/nph.18286

Cheng J, Zhang G, Xu L, Liu C, Jiang H:

Altered H3K27 trimethylation contributes to flowering time variations in polyploid Arabidopsis thaliana ecotypes. J. Exp. Bot. 73 (2022) 1402-1414. https://dx.doi.org/10.1093/jxb/erab470

Piskorz E:

Elucidating mechanisms of unreduced gamete formation in Arabidopsis thaliana. (PhD Thesis, kumulativ) Halle/S., Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg, Naturwissenschaftliche Fakultät III Agrar- und Ernährungswissenschaften, Geowissenschaften und Informatik (2022) 95 pp.

Xu L, Cheng J, Jiang H:

Mutation of histone H3 serine 28 to alanine influences H3K27me3-mediated gene silencing in Arabidopsis. Plant Physiol. 190 (2022) 2417–2429. https://dx.doi.org/10.1093/plphys/kiac409

Zhong Z, Wang Y, Wang M, Yang F, Thomas Q A, Xue Y, Zhang Y, Liu W, Jami-Alahmadi Y, Xu L, Feng S, Marquardt S, Wohlschlegel J A, Ausin I, Jacobsen S E:

Histone chaperone ASF1 mediates H3.3-H4 deposition in Arabidopsis. Nat. Commun. 13 (2022) 6970. https://dx.doi.org/10.1038/s41467-022-34648-0

Publikationen 2021

Chandra J R:

Functional analysis of H3K9 demethylases in Arabidopsis. (Master Thesis) Kiel, Christian-Albrechts-Universität zu Kiel (2021) 43 pp.

Kuhlmann M, Jiang H, Catoni M, Johannes F:

Editorial: DNA methylation in plants associated with abiotic stress. Front. Plant Sci. 12 (2021) 778004. https://dx.doi.org/10.3389/fpls.2021.778004

Kuhlmann M, Jiang H, Catoni M, Johannes F (Eds.):

Front. Plant Sci., Frontiers Research Topic “DNA Methylation in Plants Associated with Abiotic Stress." Lausanne: Frontiers Media SA (2021)

Publikationen 2020

Wang Y, Jiang H, Wang G:

PHERES1 controls endosperm gene imprinting and seed development. Trends Plant Sci. 25 (2020) 517-519. https://dx.doi.org/10.1016/j.tplants.2020.03.004

Wang Y, Zhong Z, Zhang Y, Xu L, Feng S, Rayatpisheh S, Wohlschlegel J A, Wang Z, Jacobsen S E, Ausin I:

NAP1-RELATED PROTEIN1 and 2 negatively regulate H2A.Z abundance in chromatin in Arabidopsis. Nat. Commun. 11 (2020) 2887. https://dx.doi.org/10.1038/s41467-020-16691-x

Xu L, Jiang H:

Writing and reading histone H3 lysine 9 methylation in Arabidopsis. Front. Plant Sci. 11 (2020) 452. https://dx.doi.org/10.3389/fpls.2020.00452

Yang S:

ldentifying the role of AHL22-complex in organ size regulation in Arabidopsis. (Master Thesis) Kiel, Christian-Albrechts-Universität zu Kiel (2020) 39 pp.

Publikationen 2019

Zhang G:

Flowering time variation in autopolyploid Arabidopsis thaliana. (Master Thesis) Göttingen, Georg-August-Universität Göttingen, Fakultät für Agrarwissenschaften (2019) 60 pp.