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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Miltos Tsiantis vom Max-Planck-Institut für Pflanzenzüchtungsforschung in Köln und sein Team suchen nach Genen, die das Blattwachstum steuern. Ein zentrales Steuerelement haben sie dabei schon gefunden

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Die Evolution fördert Neuerungen, indem sie die Aktivität von Entwicklungsgenen in engen Grenzen hält

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117 Forschungseinrichtungen appellieren an die neu gewählten Institutionen, Hemmnisse bei Zucht neuer Pflanzensorten zu beseitigen

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Max-Planck-Forscher statten die Pflanze mit Fiederblättern aus

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Ein doppelter Mechanismus sorgt dafür, dass nur ältere Pflanzen nach dem Winter blühen

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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.

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.

Gärtner*in (w/m/d)

Max-Planck-Institut für Pflanzenzüchtungsforschung, Köln 20. August 2021

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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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

2016 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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