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 bzw. Direktorinnen und in den Forschungsgruppen.

Abteilung Entwicklungsbiologie der Pflanzen

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Abteilung Pflanze-Mikroben Interaktionen

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Abteilung Vergleichende Entwicklungsgenetik

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Paarung der Chromosomen kontrolliert die Verteilung der DNA

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Forschende identifizieren Gene, die Mikroorganismen für die Besiedelung von Wurzeln benötigen

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Auch Lebermoose besitzen PTI-Rezeptoren, mit denen sie Eindringlinge erkennen können

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Atypische Organisation von Chromosomen wirkt sich auf die Genomorganisation und Evolution aus

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Max-Planck-Forschende kooperieren mit Partnern in mehr als 120 Ländern. Hier schreiben sie über ihre persönlichen Erfahrungen und Eindrücke. Jozefien Van de Velde vom Kölner Max-Planck-Institut für Pflanzenzüchtungsforschung ist für zwei Monate nach Australien gereist. Im Outback machte sie sich auf die Suche nach Fröschen. Kein leichtes Unterfangen, denn ihre Studienobjekte sind nachtaktiv, verstecken sich bei Trockenheit unter der Erde und kommen nur nach starkem Regen zum Vorschein.

Lanzettlich, eiförmig, elliptisch, ganzrandig, gesägt, einfach oder mehrfach gefiedert – die Vielfalt der Blätter hat viele Namen. Doch wie kommt diese Mannigfaltigkeit zustande? Miltos Tsiantis vom Max-Planck-Institut für Pflanzenzüchtungsforschung in Köln und sein Team suchen nach Genen, die das Blattwachstum kontrollieren. Ein zentrales Steuerelement haben sie schon gefunden.

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

Gärtner*in im Garten- und Landschaftsbau (m/w/d)

Max-Planck-Institut für Pflanzenzüchtungsforschung, Köln 13. Februar 2024

Anpassung an neue Umgebungen

2022 Hancock, Angela; Neto, Célia; Tergemina, Emmanuel 

Pflanzenforschung

Pflanzen bewohnen eine enorme Bandbreite an Lebensräumen. Das Erforschen, wie sie sich an bestimmte Umgebungen anpassen, liefert grundlegende biologische Erkenntnisse und Informationen, die dazu beitragen können, die Auswirkungen des Klimawandels auf natürliche und landwirtschaftliche Ökosysteme zu verringern. Wir untersuchen die Mechanismen der Anpassung in natürlichen Populationen der Modellpflanze Arabidopsis thaliana. Dieses System ist ideal, um die biochemischen und molekularen Grundlagen der Merkmalsvariation mit ihrem ökologischen und evolutionären Kontext zu verbinden.

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Modellierung von Pflanzenentwicklung und Artenvielfalt 

2021 Hay, Angela; Tsiantis, Miltos 

Pflanzenforschung

Warum verstehen wir im Zeitalter von Big Data immer noch nicht, wie Zellen, molekular und physikalisch, sich zu Geweben entwickeln und Organismen bilden? Eine einfache Antwort liegt in der mehrstufigen Komplexität, denn: Morphologische Prozesse auf verschiedenen Ebenen der biologischen Organisation ergeben erst durch komplexe Rückkopplungsschleifen von Genaktivität, Wachstum und Mechanik die endgültige Form. Computer sind dazu in der Lage, um aus solchen Daten mechanistische Modelle zu entwickeln. Wir beschreiben zwei bahnbrechende Studien zur Pflanzenentwicklung und Artenvielfalt. 

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Klonale Vermehrung durch Saatgut: Vom Modellsystem zur Kulturpflanze

2020 Underwood, Charles; Mercier, Raphaël

Pflanzenforschung

Hybridkulturen werden in der Landwirtschaft wegen ihres höheren Ertrags bevorzugt. Die Nachkommen einer Hybridpflanze sind jedoch aufgrund sexueller Fortpflanzung genetisch variabel. Deshalb müssen Pflanzenzüchter Jahr für Jahr neues hybrides Saatgut aufwändig erzeugen. Forschungen haben gezeigt, dass eine sexuelle Vermehrung vermieden werden kann, sodass klonale Samen entstehen, die den Hybridzustand aufrechterhalten. Hier fassen wir neue Ansätze zusammen, die bei Hybriden von Arabidopsis und Reis entwickelt wurden und eine Revolution in der Hybridzüchtung und Saatgutproduktion versprechen.

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Pflanzen vertrauen auf ihr Mikrobiom, um sich vor Krankheitserregern zu schützen

2019 Thiergart, Thorsten; Getzke, Felix; Hacquard, Stéphane

Pflanzenforschung

Pathogene Pilze und Eipilze (Oomyzeten), beides eukaryotische Mikroorganismen, sind für bis zu 10% aller Ernteausfälle verantwortlich. Bislang wurden hauptsächlich Pestizide, Züchtungen resistenter Pflanzen oder Manipulationen des pflanzlichen Immunsystems eingesetzt, um diese Krankheiten einzudämmen. Neue Forschungsergebnisse zeigen, dass bakterielle Lebensgemeinschaften im Bereich der Wurzeln Pflanzen vor eukaryotischen Mikroorganismen schützen können. In Zukunft könnten gezielt zusammengestellte Bakteriengemeinschaften genutzt werden, um Pflanzen vor diesen Krankheitserregern zu schützen.

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Das epigenetische Gedächtnis der Pflanzen

2018 Krause, Kristin; Coupland, George; Turck, Franziska

Genetik Pflanzenforschung

Die Regulation der Genexpression folgt komplexen und unterschiedlichen Steuerungsmechanismen. Einer davon ist das epigenetische Gedächtnis, das bestimmt, wie stark einzelne Gene ausgeprägt werden. In Pflanzen wurde nun nachgewiesen, dass zwei kurze DNA Sequenzen, bezeichnet als Teloboxen und RY-Motive, an diesem Prozess beteiligt sind. Die Sequenzen treten an Genen auf, die epigenetisch reguliert werden. Transkriptionsfaktoren, die diese Motive erkennen, binden auch an Bausteine der Polycomb-Gruppen, die die Verpackung von DNA verdichten und dazu beitragen, das „Gengedächtnis“ zu verfestigen.

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