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 mehr
Abteilung Pflanze-Mikroben Interaktionen mehr
Abteilung Vergleichende Entwicklungsgenetik mehr
Abteilung Pflanzenzüchtung und Genetik mehr
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. mehr
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. mehr
Explodierende Samenschoten
Behaartes Schaumkraut schleudert seine Samen aktiv mit Höchstgeschwindigkeit in die Luft mehr
Wenige Veränderungen im Erbgut machen aus einem pflanzenschädlichen Pilz einen potenziellen Nützling mehr
Pflanzen halten sich Pilz-Untermieter nach Bedarf
Angeborenes Immunsystem sichert für Arabidopsis thaliana die Phosphat-Versorgung mehr
Forscher kultivieren Großteil der auf Arabidopsis vorkommenden Bakterien mehr
Neue Erkenntnis zur Vielfalt der Blattform

Neue Erkenntnis zur Vielfalt der Blattform

Meldung 20. November 2015
Pleiotropie beeinflusst die Gene, die für die Vielfalt der Blattformen verantwortlich sind mehr
Domestizierung der Tomate verlangsamt innere Uhr
Der Tag-/Nachtrhythmus von wilden und domestizierten Tomatenarten unterscheidet sich mehr
Timing ist alles – auch bei Pflanzen

Timing ist alles – auch bei Pflanzen

Meldung 18. August 2015
Die Variation der Blattform innerhalb einer Art hängt davon ab, wie schnell sich die Pflanze entwickelt mehr
Forscher blockieren Pflanzenhormon

Forscher blockieren Pflanzenhormon

Meldung 17. August 2014
Ein kleines Molekül hemmt die Jasmonsäure und hilft, deren Wirkungen besser zu verstehen mehr
Gen für gefiederte Blätter

Gen für gefiederte Blätter

Meldung 13. Februar 2014
Arabidopsis thaliana hat in der Evolution das RCO-Gen verloren und bildet deshalb ungeteilte Blätter mehr
Zensus in der Pflanzenwurzel

Zensus in der Pflanzenwurzel

Meldung 15. Januar 2014
Bakterielle Lebensgemeinschaften spiegeln Artzugehörigkeit und Standortvorlieben wider mehr
Laufbursche des Immunsystems

Laufbursche des Immunsystems

Meldung 12. Dezember 2013
Signalweg verbindet die lokale Immunabwehr mit einer pflanzenweiten Resistenz mehr
Schnappschuss aus der Zentrale des pflanzlichen Immunsystems
Die molekulare Architektur von drei Schlüsselproteinen und ihren Komplexen zeigt, wie Pflanzen die Abwehr von Krankheitserregern dirigieren mehr
Das Geheimnis kurzer Stängel

Das Geheimnis kurzer Stängel

Meldung 4. November 2013
Arabidopsis-Pflanzen mit halber Wuchshöhe haben eine Mutation in der Biosynthese des Wachstumsfaktors Gibberellin mehr
Für Mehltau ist Sex nur zweite Wahl

Für Mehltau ist Sex nur zweite Wahl

Meldung 14. Juli 2013
Die parasitären Pflanzenpilze pflanzen sich vor allem dann sexuell fort, wenn die Wirtspflanze ihre Abwehrmechanismen verbessert mehr
Blüte im richtigen Alter

Blüte im richtigen Alter

Meldung 31. Mai 2013
Alpen-Gänsekresse blüht nur, wenn sie das richtige Alter hat und zuvor Kälte ausgesetzt war mehr
<p>Der konservierte Arm der Evolution</p>

Der konservierte Arm der Evolution

Meldung 5. März 2013
Immunrezeptor der Gerste funktioniert auch in Arabidopsis mehr
Unterschiede im Erbgut von Pflanzenschädlingen
Lebensweise entscheidet auch bei nahe verwandten Arten über Genausstattung und wie sie eingesetzt wird mehr
Bakterien in der Pflanzenwurzel

Bakterien in der Pflanzenwurzel

Meldung 1. August 2012
Pflanzen wählen sehr gezielt aus, welchen Bodenbakterien sie Zutritt zur Wurzel gewähren mehr
Forscherteam sequenziert das Tomatengenom
Wissenschaftler der Universität Bonn sind an dem internationalen Projekt beteiligt mehr
Frühe Blüte bei lädierter biologischer Uhr
Gerste hat sich durch eine Veränderung der inneren Uhr an nördliche Anbaugebiete mit kurzen Sommern angepasst mehr
Spelzmais bildet in den Blütenständen Blätter
Ein im Maiskolben aktives Blatt-Gen lässt in den weiblichen und männlichen Blütenständen Blätter sprießen mehr
Pflanzen wehren sich mit mobilen Proteinen gegen Bakterien
Verteilung von pflanzlichen und bakteriellen Proteinen ist entscheidend für die pflanzliche Immunabwehr mehr
Pflanzensamen schützen ihr Erbgut vor Austrocknung
Wenn Samen der Ackerschmalwand Arabidopsis thaliana reifen, schrumpfen ihre Zellkerne und das Chromatin kondensiert mehr
Genom des Schneckenklees entschlüsselt

Genom des Schneckenklees entschlüsselt

Meldung 17. November 2011
Verdopplung des Genoms dient der Pflanze als Sicherheitskopie mehr
Pflanzen steuern die Bildung von Seitentrieben und Blattfiedern mit sehr ähnlichen Gen-Modulen
An den Grenzschichten zur Blattanlage und den Blattfiedern werden homologe Gene aktiv mehr
Kleinste Selbsttötungseinheit der pflanzlichen Immunabwehr identifiziert
Die sogenannte "Coil-Coil Domäne" treibt Zellen in den programmierten Zelltod mehr
<strong>Mehrere Signalwege steuern die Produktion der Blütenpollen</strong>
Bei der Pollenbildung setzen Samenpflanzen auf Überfluss mehr
Mehltau in der Sackgasse

Mehltau in der Sackgasse

Meldung 9. Dezember 2010
Der Pflanzenschädling besitzt nur noch die Gene, die für sein Parasitendasein nötig sind mehr
Mehltau-resistent und unfruchtbar

Mehltau-resistent und unfruchtbar

Meldung 23. November 2010
Echter Mehltau nutzt zwei Pflanzenproteine zur Infektion, die auch für die Befruchtung wichtig sind mehr
Hybrid-Pflanzen mit überschießendem Immunsystem
Kreuzungen können zu inkompatiblen Genkombination führen mehr
Krisenmanager der Pflanzenabwehr

Krisenmanager der Pflanzenabwehr

Meldung 1. Juli 2010
Biologen haben einen wichtigen Helfer für eine vollständige Immunantwort bei Pflanzen entdeckt mehr
Getreide-Gene gegen D&uuml;rre

Getreide-Gene gegen Dürre

Meldung 20. Mai 2010
Wenn der Klimawandel viele Regionen der Erde trockener werden lässt, werden auch die Getreideerträge in der Landwirtschaft zurückgehen. Neue Getreidesorten sollen deshalb widerstandsfähiger gegen Trockenheit sein. mehr
Neuer Stoffwechselweg in Pflanzen entdeckt

Neuer Stoffwechselweg in Pflanzen entdeckt

Meldung 18. Dezember 2008
Pflanzen mobilisieren Senfölglycoside als natürliches Breitband-Fungizid gegen Pilzerreger mehr
Ein Schneideprotein kann auch kleben

Ein Schneideprotein kann auch kleben

Meldung 29. Juli 2008
Kölner Max-Planck-Forscher entdecken neue Funktion eines bekannten Enzyms mehr
Aller guten Dinge sind drei

Aller guten Dinge sind drei

Meldung 14. Februar 2008
Max-Planck-Wissenschaftler enthüllen molekulare Details der Pflanzenabwehr mehr
Der Schritt vom Wasser ans Land

Der Schritt vom Wasser ans Land

Meldung 13. Dezember 2007
Das entschlüsselte Moosgenom gibt die genetischen Veränderungen preis, die eine Landbesiedlung möglich gemacht haben mehr
Die Waffen der Pflanzen

Die Waffen der Pflanzen

Meldung 11. Juli 2007
Wichtiger Sensor des pflanzlichen Immunsystems entdeckt mehr
Kleine Ursache - große Wirkung

Kleine Ursache - große Wirkung

Meldung 24. Juni 2007
Forscher gewinnen neue Einblicke in die Wirkungsweise von microRNAs / Fehlen einer microRNA kann die Umwandlung von Blütenblättern zu Staubblättern verursachen mehr
Es geht auch einfach

Es geht auch einfach

Meldung 29. April 2007
Forscher aus dem Rheinland umgehen doppelte Befruchtung bei Blütenpflanzen und bestätigen damit eine 100 Jahre alte Hypothese des Botanikers Eduard Strasburger mehr
Was lässt die Pflanzen blühen

Was lässt die Pflanzen blühen

Meldung 19. April 2007
Kölner Max-Planck-Forscher können erstmals die Wanderung des FT-Proteins in der Pflanze nachverfolgen mehr
Notfallplan in Pflanzenzellen

Notfallplan in Pflanzenzellen

Meldung 22. Dezember 2006
Max-Planck-Wissenschaftler decken ausgeklügeltes Abwehrsystem in Pflanzen auf mehr
Keine Kommunikation ohne Sauerstoff

Keine Kommunikation ohne Sauerstoff

Meldung 21. Dezember 2006
Kölner Max-Planck-Forscher entdecken Zusammenhang zwischen Sauerstoffkonzentration und der Entwicklung höherer Lebensformen mehr
Proteine leuchten rot, wenn sie zusammenarbeiten
Max-Planck-Wissenschaftler haben ein weiteres Werkzeug entwickelt, um Wechselwirkungen zwischen Proteinen sichtbar zu machen mehr
Universeller Resistenzmechanismus bei Pflanzen entdeckt
Anlagen für eine natürliche Mehltauresistenz bei der Modellpflanze Arabidopsis entdeckt mehr
Dem verborgenen Liebesleben der Pflanzen auf der Spur
Kölner Forscher entdecken Signale zwischen dem pflanzlichen Embryo und seinem Nährgewebe mehr
Auch Pflanzen haben eine doppelte Abwehrkette
Kölner Max-Planck-Forschern weisen nach, dass die dauerhafte Resistenz von Pflanzen gegen Pilzparasiten auf einem mehrstufigen Abwehrmechanismus beruht mehr
Nimm zwei!

Nimm zwei!

Meldung 19. Oktober 2005
Kölner Max-Planck-Forscher haben herausgefunden, wie Protein-Kinasen in Pflanzen die Anpassung an andere Lichtbedingungen steuern mehr
Freier Zugang zu genetischen Pflanzenressourcen
Kölner Wissenschaftler machen eine der weltweit größten Sammlungen pflanzlicher "Knock-out"-Mutanten frei zugänglich. mehr
Wandelfreudige Blütenarchitektur

Wandelfreudige Blütenarchitektur

Meldung 13. April 2005
Ein Prinzip der Evolution morphologischer Neuheiten im Pflanzenreich haben Wissenschaftler vom Max-Planck-Institut für Züchtungsforschung in Köln entdeckt. mehr
Netzwerkanalyse hilft beim Verständnis der Pflanzenentwicklung
Wissenschaftler vom Kölner Max-Planck-Institut für Züchtungsforschung entwickeln neues Verfahren, das die Einordnung unbekannter Proteinfamilien vereinfacht. mehr
Importierte Fitness

Importierte Fitness

Meldung 19. August 2004
Kölner Max-Planck-Forscher entschlüsseln Resistenzmechanismus der Gerste gegen Pilzinfektionen mehr
Pflanzen helfen bei der Krebsforschung
Kölner Max-Planck-Forscher haben in Pflanzen ein wichtiges Entwicklungsgen entschlüsselt, das bei höheren Tieren an der Krebsentstehung beteiligt ist mehr
Molekularer Auslöser der Blütenbildung identifiziert
Kölner Max-Planck-Wissenschaftler haben entschlüsselt, wie Pflanzen je nach jahreszeitlich bedingter Tageslänge die Blütenbildung induzieren mehr
Pflanzenzellen halten sich mit chemischen Cocktails gesund
Kölner Max-Planck-Forscher entdecken chemisches Waffenarsenal im Immunsystem von Pflanzen mehr
Erfolgreiche Rasterfahndung nach krankmachenden Proteinen
Kölner Max-Planck-Forscher haben mit Hilfe des Computers Proteine identifiziert, die für viele Erbkrankheiten relevant sind mehr
Pionier der &quot;grünen&quot; Gentechnik verstorben
Max-Planck-Institut für Züchtungsforschung trauert um Jozef Schell mehr
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.
Junior System Engineer
Max-Planck-Institut für Pflanzenzüchtungsforschung, Köln 11. Oktober 2017

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. mehr

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. mehr

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. mehr

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. mehr

Meristem-spezifische Expression epigenetischer Regulatoren gewährleistet die Inaktivierung von Transposons in Arabidopsis thaliana

2014 Pecinka, Ales; Finke, Andreas
Entwicklungsbiologie Evolutionsbiologie Genetik Pflanzenforschung
Weil sie eine Gefahr für die Genomstabilität und damit die Lebensfähigkeit eines Organismus darstellt, werden potenziell mobile DNA-Elemente inaktiviert. In Pflanzen erfolgt dies unter anderem durch den Mechanismus der RNA-abhängige DNA-Methylierung. Neue Untersuchungen wiesen nun eine Sprossapikalmeristem spezifische Funktion dieses Mechanismus nach. Sie verstärkt die Inaktivierung in den frühen Phasen des vegetativen Wachstums, wirkt deren chemisch induzierter Aktivierung entgegen und stellt einen epigenetischen Kontrollpunkt beim Übergang von der vegetativen zur reproduktiven Phase dar. mehr

Die Biomechanik der Morphogenese

2014 Smith, Richard S.
Entwicklungsbiologie Evolutionsbiologie Genetik Pflanzenforschung
Morphogenese und Wachstum sind Prozesse, die durch genetische und Signal-Netzwerke bestimmt werden. Obwohl bereits viele genetische Bestandteile identifiziert wurden, die die Form von Pflanzenorganen regulieren, bleibt noch unklar, wie diese die mechanischen Zelleigenschaften kontrollieren. Neuere Tierstudien zeigten, dass mechanische Kräfte auf genetische Programme zurückwirken können. Gibt es solche Rückwirkungen auch in Pflanzen? Welche Rolle spielt die Mechanik bei der Morphogenese? Zur Beantwortung dieser Fragen führen wir Physiker, Biologen und Experten für Rechenmodelle zusammen. mehr

Die regulatorische Rolle der TFIIH Proteinkinasen in Pflanzen

2013 Koncz, Csaba
Entwicklungsbiologie Pflanzenforschung
In Vielzellern liest die RNA-Polymerase II Gene und regulatorische RNAs von der DNA ab. Am C-terminalen Ende ihrer größten Untereinheit, RNAPII-CTD, gibt es mehrere Kopien eines sieben Aminosäuren langen Peptids, das in Arabidopsis an verschiedenen Stellen durch Proteinkinasen phosphoryliert wird. Neuere Untersuchungen zeigen, wie die Phosphorylierung der RNAPII-CTD durch TFIIH-assoziierte Proteinkinasen das Wachstum und die Entwicklung der Pflanze durch eine koordinierte Kontrolle von Transkription, Zellzyklus und der Verfügbarkeit von microRNAs und kleinen silencing siRNAs reguliert. mehr

Kooperation: Wie sich Pflanzenpathogene mit anderen Schädlingen zu ihren Gunsten verbünden

2013 Kemen, Eric
Entwicklungsbiologie Evolutionsbiologie Genetik Pflanzenforschung
Neue Pflanzenkrankheiten bedrohen seit jeher die Welternährung. Zu den wichtigsten Schädlingsgruppen zählen biotrophe Krankeitserreger. Biotrophie entsteht durch Verlust wichtiger Stoffwechselgene, dem durch Unterdrückung der pflanzlichen Abwehr und dem daraus folgenden Zugang zu pflanzlichen Stoffwechselprodukten begegnet wird. Die erfolgreiche Wirtsbesiedlung setzt eine genetische Vielfalt und damit eine sexuelle Rekombination und Interaktion mit anderen Organismen voraus. Um die Entstehung neuer Krankheiten zu verstehen, werden solche Interaktionen im natürlichen Umfeld analysiert mehr

Die Entstehung eines robusten Immunsystems bei Pflanzen

2012 Parker, Jane E.
Pflanzenforschung
Pflanzen zeigen eine erstaunliche Widerstandskraft gegenüber Infektionsversuchen von Krankheitserregern und werden in ihrer natürlichen Umgebung nur ausnahmsweise befallen. Untersuchungen an Arabidopsis haben einige grundlegende Prozesse aufgedeckt, mit denen Pflanzen bakterielle Attacken erkennen und abwehren. Jüngste Studien zeigen, dass es in den verschiedenen Teilen der Wirtszelle distinkte und verzweigte Immunreaktionen gibt, die für eine effektive Immunität strikt koordiniert werden müssen. mehr
Viele Merkmale, die in der Pflanzenzüchtung eine wichtige Rolle spielen, sind komplex, das heißt, sie werden durch mehrere Gene sowie Umweltfaktoren kontrolliert. Eine Kenntnis dieser Gene ermöglicht die Frühdiagnose komplexer Merkmale und damit eine Steigerung der Effizienz und Präzision in der Züchtung neuer Sorten. Um solche Gene zu identifizieren, wurden am Institut Assoziationsstudien für komplexe Merkmale der Kartoffel durchgeführt. Es wurden hoch signifikante Assoziationen zwischen Kandidatengenen und Merkmalen wie der Resistenz gegen die Krautfäule gefunden. mehr

Der Schlaf und das Erwachen von Pflanzensamen

2011 Zöll, Christian; Soppe, Wim J. J.
Pflanzenforschung
Lebensfähige Pflanzensamen sind nicht immer in der Lage, sofort zu keimen und können zwischen einem schlafenden (Dormanz) und einem wachen Zustand wechseln. Dormanz verhindert eine Keimung unter umweltbedingt ungünstigen Bedingungen, jedoch die meisten unserer Kulturpflanzen haben diese Fähigkeit verloren. Die molekularen Mechanismen, die sich hinter der Dormanz verbergen, sind noch weitgehend unerforscht. Die Seed Dormancy Group hat Komponenten für diese Kontrolle dank Isolation von bestimmten Dormanz-Genen identifiziert. mehr
Die meisten Merkmale, die die Fitness sowie den agronomischen Wert von Kulturpflanzen beeinflussen, sind so genannte quantitative Merkmale. Variation in solchen Merkmalen, die eine kontinuierliche Verteilung der Merkmalswerte zeigen, wird durch eine große Zahl an Genen verursacht. Das Verständnis der genetischen Architektur quantitativer Merkmale ist nicht nur für die Grundlagenforschung von Bedeutung, sondern hat auch beträchtliche praktische Bedeutung, da es die Züchtung neuer Sorten erleichtert. mehr

Chromatinstruktur und die Kontrolle von Genen

2010 Turck, Franziska
Genetik Pflanzenforschung
Jede Zelle höherer Lebewesen enthält einen Zellkern, in dem das Erbgut verpackt vorliegt. Um Gene ablesen zu können, müssen Proteinkomplexe aktiv werden, um Abschnitte des Erbguts auszupacken. Andere Proteinkomplexe haben die Aufgabe, das Auspacken zu erschweren und so der Ausprägung der Gene entgegen zu wirken. mehr

Vernetzung zur Integration biologischer Daten

2010 Schoof, Heiko
Genetik Informatik Pflanzenforschung
Die moderne Molekularbiologie bedient sich Hochdurchsatzmethoden, um beispielsweise Genomsequenzen zu bestimmen. Deren Auswertung und Interpretation erfordert immer mehr die Integration vielfältiger Datensätze. Standards für den Zugang zu biologischen Daten sowie Webservicetechnologien können das Auffinden und automatisierte Abfragen von Bioinformatikressourcen erleichtern. mehr
Ein Netzwerk aus MIKC* MADS-Box-Proteinen reguliert wichtige Entwicklungsprozesse im Pollen der Blütenpflanze Arabidopsis thaliana. Die vergleichende Analyse der MIKC* Transkriptionsfaktor-Familie hinsichtlich funktioneller, evolutionärer und systembiologischer Aspekte ermöglicht vielleicht einen bedeutenden Fortschritt zum Verständnis der Gametophyten-Generation der Landpflanzen. mehr

Züchtungsforschung in Zeiten des Klimawandels

2009 von Korff, Maria
Genetik Pflanzenforschung
Der Klimawandel bedroht die weltweite Agrarproduktion und stellt eine Herausforderung für die Züchtungsforschung dar. Gerste ist durch ihre genetische Vielfalt und Toleranz gegenüber abiotischem Stress ein Modell für die Erforschung der genetischen Strategien zur Anpassung an Trockenstress. Erforscht wird beispielsweise die genetische Regulation des Blühzeitpunkts in Abhängigkeit von verschiedenen Umweltbedingungen. In trockenen Umwelten spielt die genaue Anpassung des Entwicklungszyklus an die saisonalen Klimaveränderungen eine wesentliche Rolle für die Ertragsleistung. mehr

Rationales Design von Enzymen mit neuartigen Eigenschaften

2008 Kombrink, Erich
Genetik Pflanzenforschung Strukturbiologie
Pflanzen synthetisieren viele sekundäre Inhaltsstoffe, die sich von Phenylalanin ableiten und Schutzfunktionen gegen widrige Umweltbedingungen erfüllen. Mit dem Ziel, die Ursachen für diese Produktvielfalt zu verstehen, wurde für ein Schlüsselenzym des Phenylpropanoidstoffwechsels der Mechanismus der Substratselektion aufgeklärt. Dadurch ergeben sich Möglichkeiten, durch biotechnologische Anwendung Eigenschaften von Pflanzen gezielt zu verändern. mehr
Die Kulturgerste ist die viertwichtigste Getreideart der Welt. Sie ist vor etwa 10000 Jahren aus Wildgersten hervorgegangen. Untersucht wird die genetische Diversität zwischen Kultur- und Wildgersten mit neuen Werkzeugen der Genomforschung. Die neuen Erkenntnisse werden zum einen in der modernen Pflanzenzüchtung umgesetzt und sie helfen zugleich, die genetische Regulation der Wachstums- und Entwicklungsprozesse einer Nutzpflanze aufzuklären. mehr

Anwendung von activity-based proteomics zur Analyse von Pflanzen-Pathogen Interaktionen

2007 Kaschani, Farnusch; Van der Hoorn, Renier
Pflanzenforschung Zellbiologie
Die Aktivität von Enzymen kann in lebenden Organismen durch activity-based profiling untersucht werden. Diese Methode nutzt kleine markierte Moleküle, die je nach Aktivität der Enzyme mit diesen reagieren und eine kovalente Bindung eingehen. Die Plant Chemetics Gruppe entwickelt diese neue Technologie weiter und wendet sie und andere neuartige chemische Werkzeuge an, um die Dynamik von Enzymaktivitäten im Verlauf der Pflanze-Pathogen-Wechselwirkung zu untersuchen. mehr

Architektur von Blütenpflanzen

2007 Theres, Klaus
Genetik Pflanzenforschung
Die Architektur von Pflanzen zeigt eine enorme Variabilität. Diese Formenvielfalt ist in hohem Maße auf Modifikationen in den Verzweigungsmustern des Sprosses und der Blütenstände zurückzuführen. Seitentriebe entstehen aus sekundären Meristemen, die in den Achseln von Blättern angelegt werden. In der Tomate und in Arabidopsis kodiert das Gen LATERAL SUPPRESSOR (Ls/LAS) einen Transkriptionsfaktor, der die Anlage von Achselmeristemen in der vegetativen Entwicklungsphase kontrolliert. Das Gen wird in der Blattachsel exprimiert und bewirkt die Kompetenz der Gründerzellen, eine Meristemanlage zu bilden. Transkriptionsfaktoren der MYB-Klasse werden in Abschnitten der Sprossachse ebenfalls für die Bildung von Achselmeristemen benötigt. Zusätzlich beeinflusst der differenzielle Austrieb der Achselknospen die Sprossarchitektur. Hier konnte gezeigt werden, dass neben den klassischen Pflanzenhormonen Auxin und Cytokinin ein neues Signalmolekül, das in der Wurzel gebildet wird, den Austrieb der Achselknospen reguliert. mehr

Tête-a-tête zwischen Pilz und Pflanze: Wie Mehltaupilze ihre Wirtspflanzen manipulieren

2006 Panstruga, Ralph
Mikrobiologie Pflanzenforschung Ökologie
Pflanzen-Mutanten, denen das so genannte Mlo-Protein fehlt, sind hochresistent gegen Mehltaupilze. Vermutlich benutzt der Pilz die Anwesenheit dieses Proteins, um pflanzliche Abwehrmechanismen zu unterdrücken. mehr

Eine neue Funktion für Glutaredoxine in der Blütenentwicklung

2006 Zachgo, Sabine
Entwicklungsbiologie Pflanzenforschung
Die Arabidopsis Mutante roxy1 bildet eine reduzierte Anzahl von Petalen, die im Differenzierungsverlauf dann noch weitere Defekte zeigen. Molekulare Analysen zeigten, dass das ROXY1 Gen ein Glutaredoxin (GRX) kodiert. GRX sind kleine, weit verbreitete Oxidoreduktasen, die in E. coli, Hefe und dem Menschen intensiv untersucht wurden und die Cysteine in konservierten Motiven reduzieren und oxidieren können. GRX sind in unterschiedliche Prozesse involviert und üben insbesondere bei der Abwehr von oxidativem Stress eine wichtige Funktion aus. Die Untersuchung von ROXY1 zeigte erstmalig, dass pflanzliche GRX an der Blütenentwicklung beteiligt sind. ROXY1 verändert wahrscheinlich Proteine, die für eine normale Petalen-Organogenese notwendig sind. Überraschenderweise gehört ROXY1 zu einer neuen Unterklasse der GRX, dem CC-Typ, der ausschließlich in Landpflanzen vorkommt. Das Vorhandensein einer großen Anzahl von CC-Typ GRX in Angiospermen (Bedecktsamern) deutet darauf hin, dass ihre Fähigkeit, Proteine zu verändern, in Prozesse integriert wurde, die dazu beigetragen haben, dass sich die komplexen Blüten der höheren Landpflanzen entwickelten. Die weitere Analyse von ROXY1 und anderen Mitgliedern der CC-Typ-Gruppe zielt darauf ab, mehr über ihre Zielgene zu erfahren und darüber Aufschluss zu bekommen, ob und wie Redoxregulierung und Blütenentwicklung miteinander verknüpft sind. mehr

Proteinmodifikatoren als Regulatoren pflanzlicher Entwicklung

2005 Bachmair, Andreas; Coupland, George
Entwicklungsbiologie Pflanzenforschung
Proteinmodifikatoren sind kleine Proteine, welche in der Zelle an andere Proteine angeheftet werden. Die daraus resultierende Veränderung der Substratproteine kann deren Funktionszustand beeinflussen und dadurch in den zellulären Informationstransfer eingebunden werden. Die Modifikationsreaktionen können dabei pflanzliche Entwicklungsprozesse steuern. Dies gilt unter anderem für Vorgänge wie die Blütenbildung, bei welcher ein Zusammenspiel des genetischen Programms mit Umwelteinflüssen nötig ist, um Zeitpunkt und Ablauf optimal zu gestalten. mehr

Natürliche Variation bei höheren Pflanzen – Gene, Mechanismen, Evolution, Pflanzenzüchtung

2005 Koornneef, Maarten
Evolutionsbiologie Genetik Pflanzenforschung
Unser langfristiges Ziel ist es, die genetischen Unterschiede, die sich auf wichtige Merkmale wie Samenruhe und Pflanzenwachstum auswirken, bei Wildformen von Arabidopsis zu bestimmen. Genauere Informationen über die genetischen Unterschiede werden dazu beitragen, die Ursachen für die Anpassung bestimmter Varianten an spezifische Umweltbedingungen herauszufinden und die Kenntnisse der genetischen Grundlagen dieser Merkmale in der Pflanzenzüchtung zu nutzen. mehr

Molekulare Diagnose komplexer Eigenschaften in Nutzpflanzen.

2004 Gebhardt, Christiane
Genetik Pflanzenforschung
Genetische Variabilität und Umweltfaktoren bestimmen die Erscheinungsform von Individuen einer Art. Die Möglichkeiten, genetische Variabilität auf der Ebene der DNA zu identifizieren, die Verfügbarkeit von teilweiser oder sogar vollständiger DNA-Sequenzinformation verschiedenster Organismen und das Wissen um die Funktionsweise vieler Gene ermöglichen es, die molekularen Grundlagen komplexer Eigenschaften von Mensch, Tier oder Pflanze zu erforschen. Das Wissen um die molekularen Grundlagen komplexer Eigenschaften von Nutzpflanzen kann zur effizienten Auslese neuer, an die menschlichen Bedürfnisse besser angepasster Sorten beitragen. In einem Pilotexperiment wurde eine Beziehung zwischen der Widerstandsfähigkeit von Kartoffelsorten im Feld gegen die Kraut- und Knollenfäule und DNA-Varianten in einem bestimmten Abschnitt des Erbguts der Kartoffel (Solanum tuberosum) gefunden. mehr
Vor mehr als zehn Jahren wurden sie entdeckt, die MADS-box-Gene. Sie sind essentiell bei der Blütenbildung Höherer Pflanzen. Die Forschung an den MADS-box-Genen trug viel zum Verstehen der komplexen Mechanismen bei der Blütenbildung und der Entstehung der einzelnen Blütenorgane bei. Noch nicht ganz aufgeklärt sind jedoch die Prozesse auf molekularer Ebene, die bei der Gewebedifferenzierung in den Blütenorganen ablaufen. Besonders die Entwicklung der Geschlechtszellen, die Sporogenese, in den "Geschlechtsorganen" der Blüte ist noch unklar. Damit sind die Fruchtblätter, aus denen sich nach der Befruchtung die Früchte entwickeln, und den Staubblättern, die Pollen produzieren, gemeint. Bei der Untersuchung der MADS-box-Gene fanden wir eine neue pflanzenspezifische Gruppe von Eiweißen (Transkritionsfaktoren). Einer dieser Transkriptionsfaktoren kontrolliert und steuert den Prozess der Sporogenense. Die weitere Analyse der molekularen Zusammenhänge und des Zusammenspiels dieses Transkriptionsfaktors mit anderen Molekülen und Vorgängen bei der Blütenbildung, wird zu einem besseren Verständnis des komplexen Prozesses der sexuellen Fortpflanzung von Pflanzen führen. mehr
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