Abiotische Stress-Genomik

Leitung: [link]Dr. Markus Kuhlmann

Publikationen: [link]Link

 

Tel: +49 (0)39482 5172
Fax: +49 (0)39482 5758

 

Die Junior Arbeitsgruppe wird vom Ministerium für Bildung und Forschung im Rahmen des [link]Interdisziplinären Zentrums für Nutzpflanzenforschung (IZN) gefördert. Es besteht eine starke Anbindung and die [link]Martin-Luther-University Halle-Wittenberg.

 

Forschungsfelder

 

Trockenheit während der letzen Lebensphase von Nutzpflanzen kann schwerwiegende Auswirkungen auf die Pflanzenproduktion haben. Besonders sensibel reagieren die Pflanzen wenn die Trockenheit in der reproduktiven Phase auftritt. In diesen Fällen kann es zu dramatischen Ertragsverlusten kommen. Unser Labor untersucht die molekularen Mechanismen, die an diesem Vorgang beteiligt sind. Unser Hauptaugenmerk liegt hierbei in der (a) [link]Veränderung der Körnerzahl und der (b) [link]Effizienz der Samenfüllung.  

Wir nutzen integrative genomische Ansätze, um Gen-regulatorische Netzwerke ableiten zu können. Desweiteren arbeiten wir daran wichtige Regulatoren, die zur Differenzierung des Ährenmeristems und zur Samenentwicklung beitragen, zu identifizieren. Hierfür nutzen wir gut definiertes genetisches Pflanzenmaterial:

  • Nicht-Gentechnisch veränderte Organismen (Non-GMO, hergestellt durch natürliche genetische Variation):  Untersucht werden Kartierungspopulationen von ausgesuchten Zuchtlinien, die einen phänotypischen Ergrünungs oder Remobilisierungscharakter unter Trockenheit zeigen.
  • GMO: Es werden Genetisch-veränderte Pflanzen verwendet um die Auswirkungen einer veränderten ABA Homöostase zu untersuchen. Hierfür werden Trockenstress induzierbare Promotoren verwandt, die auch in der generativen Phase der Pflanzen aktiv sind. 

Das oben genannte genetische Material wird verwendet, um die Mechanismen der Ährchenfruchtbarkeit zu analysieren. Der Mechanismus der die Ährchenfruchtbarkeit reguliert, beeinflußt neben der Kornzahl auch die Samenqualität. Hierbei spielt die Trockstress-Sensitivität während der Kornfüllungsphase eine wichtige Rolle.

Wir untersuchen weiterhin die Rolle von kleinen regulatorischen RNAs (miRNAs/ siRNAs) und der DNA Methylierung unter Trockenstress als vererbbarer Faktor der Trockenstressresistenz. Falls wir Ihr Interesse wecken konnten, können sie noch weitere Informationen unter [link]RESEARCH PROJECTS finden.

 

 

 

 

 

 

 

 

Forschungsstrategien

Wir verfolgen fünf unterschiedliche Strategien um die zentrale Frage nach der Ertragsstabilität und guten Samenqualität unter Trockenstressbedingungen zu beantworten:

 

(i) Erforschung noch nicht erschlossener genetischer Reserven von Nutzpflanzen um genetische Netzwerke zu identifizieren die zu agrarwirtschaftlich wichtigen Pflanzeneigenschaften beitragen. Hierfür werden -OMICS technologieen unter Kontroll und Trockenstressbedingungen eingesetzt.

 

(ii) Es wird die Rolle kleiner nicht codierende RNAs (siRNAs und miRNAs) und der DNA Methylierung von Genen während unter Trockenheit untersucht.

 

(iii) Das Wissen um die molekularen Mechanismen soll verwendet werden, um transgene Pflanzen mit verbesserten Eigenschaften unter schwierigen Umweltbedingungen zu erzeugen.

 

(iv) Um die Funktionalität des Konzeptes zu zeigen, wird eine Strategie verwandt um mittels eines transgen Ansatzes mehrere Gene zu modifizieren welches eine hormonale Homöostase im reproduktiven Gewebe ermöglichen soll.

 

(v) Es werden “top-down” Ansätze verfolgt, um Genregulatorische Netzwerke zu generieren, welche dazu beitragen die Ertragsstabilität unter Trockenheit und Hitze zu garantieren.