Max-Planck-Institut für Pflanzenzüchtungsforschung

Max-Planck-Institut für Pflanzenzüchtungsforschung

Das Max-Planck-Institut für Pflanzenzüchtungsforschung betreibt molekularbiologische Grundlagenforschung an Pflanzen. Das Ziel der Kölner Wissenschaftler ist es, konventionelle Züchtungsmethoden zu verbessern und umweltverträgliche Pflanzenschutzstrategien für Nutzpflanzen zu entwickeln. Dabei konzentrieren sie sich vor allem auf die Evolution von Pflanzen, ihren genetischen Bauplan, ihre Entwicklung sowie ihre Wechselwirkungen mit der Umwelt. Wie reagiert das pflanzliche Immunsystem beispielsweise auf Pflanzenschädlinge? Wie hängt der Zeitpunkt der Blüte von sich jahreszeitlich verändernden Tageslängen ab? Wie beeinflusst die genetische Variabilität von Nutzpflanzen die Anpassung an bestimmte Umwelteinflüsse? Im Labor und im Gewächshaus fahnden die Botaniker, Genetiker und Pflanzenphysiologen nach den molekularen Grundlagen natürlicher Formenvielfalt und liefern so innovative Beiträge zur Pflanzenzüchtung.

Kontakt

Carl-von-Linné-Weg 10
50829 Köln
Telefon: +49 221 5062-0
Fax: +49 221 5062-674

Promotionsmöglichkeiten

Dieses Institut hat eine International Max Planck Research School (IMPRS):

IMPRS on Understanding Complex Plant Traits using Computational and Evolutionary Approaches

Darüber hinaus gibt es die Möglichkeit zur individuellen Promotion bei den Direktoren und Forschungsgruppenleitern.

Abteilung Entwicklungsbiologie der Pflanzen

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Abteilung Pflanze-Mikroben Interaktionen

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Abteilung Vergleichende Entwicklungsgenetik

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Abteilung Pflanzenzüchtung und Genetik

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Große Zellen für kleine Blätter

Wissenschaftler identifizieren Weg zur Steuerung von Blattwachstum und -form

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Blüten-Gene mit Barcode

DNA-bindende Proteine finden stillzulegende Gene mithilfe von Erkennungssequenzen im Erbgut

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Ein Puzzle aus Pflanzenzellen

Die Zellen in der Epidermis vieler Pflanzenorgane sehen aus wie Puzzleteile – das hilft ihnen, dem hohen Druck in ihrem Innern zu widerstehen

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Ein kleines DNA-Stück mit großer Wirkung auf die Blattform

Vor Millionen von Jahren haben einige Pflanzen aus der Familie der Kreuzblütler durch zwei winzige Veränderungen in einem Gen anstelle von einfachen Blättern zusammengesetzte Blätter entwickelt. Dieser Entwicklung liegt ein erstaunlicher genetischer Mechanismus zugrunde.

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Rhizobien-Symbiose beeinflusst Bakteriengemeinschaft in Pflanzenwurzeln

Wenn Knöllchenbakterien Pflanzen mit atmosphärischem Stickstoff versorgen, etablieren sich auch charakteristische mikrobielle Lebensgemeinschaften in der Wurzel, die das Pflanzenwachstum befeuern.

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In vielen Regionen der Erde bedroht Wassermangel die Landwirtschaft. Neue Pflanzensorten müssen deshalb besonders widerstandsfähig gegenüber Trockenheit sein. Für Wissenschaftler am Max-Planck-Institut für Pflanzenzüchtungsforschung in Köln ist die Gerste ein ideales Modell für die genetischen Strategien zur Anpassung an Trockenstress.

In vielen Regionen der Erde bedroht Wassermangel die Landwirtschaft. Neue Pflanzensorten wie die Gerste müssen daher besonders widerstandsfähig gegenüber Trockenheit sein.

Wenn Kulturpflanzen Opfer von Krankheitserregern werden, kann das verheerende Folgen für die Welternährung haben. Christiane Gebhardt und ihre Mitarbeiter am Max-Planck-Institut für Züchtungsforschung suchen daher im Erbgut der Kartoffeln nach Genen, mit deren Hilfe sich sowohl Resistenzen als auch bestimmte Qualitätsmerkmale leichter züchten lassen.

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Für die Erzeugung besserer Nutzpflanzen müssen Züchter die Fruchtbarkeit der Staubblätter, dem männlichen Blütenorgan, in dem der Pollen in den Staubbeuteln (Antheren) heranreift, kontrollieren können. Ideal wäre hierbei eine Handhabung über die Freisetzung des Pollens aus den Staubbeuteln. Dazu ist jedoch ein detailliertes Verständnis erforderlich, wie die Zellen der Antheren diese Freisetzung steuern. Bei Gerste wird das Öffnen der Antheren vermutlich durch das Phytohormon Auxin reguliert. Dazu erfordert dieser Prozess Enzyme, die spezielle Zellen voneinander trennen können.

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Grenzschichten initiieren die Entwicklung neuer Meristeme in Pflanzen

2017 Mulki, Muhammad Aman; Rossmann, Susanne; Theres, Klaus

Pflanzenforschung

Grenzschichten wurden bisher als physische Barrieren angesehen, die Pflanzengewebe trennen und so die Entwicklung funktionaler Organe ermöglichen. Neuere Studien haben jedoch ergeben, dass Grenzschichten, wie die zwischen dem Sprossmeristem und den Blattanlagen oder die zwischen Blattfiedern, auch als Ausgangspunkte für die Entstehung sekundärer Meristeme dienen und somit wesentlich zur Ausprägung der Pflanzenarchitektur beitragen. Interessanterweise wird die Etablierung von Grenzschichten während der Sprossverzweigung und der Fiederblattentwicklung durch homologe Gene reguliert.

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Die Robustheit und Regulierbarkeit des pflanzlichen Immunsystem

2016 Tsuda, Kenichi; Berens, Matthias L.

Entwicklungsbiologie Evolutionsbiologie Genetik Pflanzenforschung

In Pflanzen führt die Erkennung mikrobieller Moleküle dazu, ihr Immunsystem zum Schutz gegen Pathogene zu aktivieren. Mikroben wiederum haben Virulenzfaktoren entwickelt, die Teile der pflanzlichen Immunantwort einschränken können. Dies abzuwenden, bedarf einer Robustheit des Immunsystems. Jedoch: Da eine Überreaktion des Immunsystems die Fitness reduziert, darf das Immunsystem der Pflanze nicht nur robust, sondern muss auch regulierbar sein. Die Forschergruppe untersucht die Vereinbarkeit dieser beiden Eigenschaften unter Verwendung von molekularer Genetik und computerbasierter Modellierung.

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Die Rolle posttranslationaler Protein-Modifikationen bei der Regulation des pflanzlichen Stoffwechsels

2015 Finkemeier, Iris

Entwicklungsbiologie Evolutionsbiologie Genetik Pflanzenforschung

Um sich an wechselnde Umweltbedingungen anzupassen, müssen Pflanzen ihre metabolischen Funktionen regulieren können. Erst kürzlich wurde gezeigt, dass die reversible Acetylierung von Lysinresten in Proteinen, neben ihrer bisher bekannten Funktion in der Transkriptionsregulation, auch weitere, zusätzliche Funktionen im Metabolismus besitzt. Die Identifizierung der Acetylierungstellen innerhalb verschiedener Stoffwechselenzyme in Pflanzen ist ein erster Schritt zur Aufdeckung ihrer physiologischen Bedeutung.

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Neue Algorithmen enthüllen den Einfluss der Gene auf den Phänotyp

2015 Willing, Eva-Maria; Schneeberger, Korbinian

Genetik Pflanzenforschung

Genetische Veränderungen können direkten Einfluss auf den Phänotyp eines Organismus haben. Solche Unterschiede können helfen, den ihnen zugrunde liegenden Genen eine Funktion zuzuweisen. Sie lassen sich in künstlich mutierten Organismen, aber auch zwischen unterschiedlichen Individuen einer Art oder zwischen verschiedenen Arten finden. Um solche Veränderungen aufzuspüren und um sie von genetischen Unterschieden, die sich nicht auf den Phänotyp auswirken, zu unterscheiden, wird in der Forschergruppe eine neue Art von Algorithmen entwickelt.

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