Max-Planck-Gesellschaft

Profil des Instituts

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Profil des Instituts

Wir möchten herausfinden, ob und wie detailliertes, an Modellpflanzen gewonnenes Verständnis von molekularen Mechanismen zu gezielten Merkmalsveränderungen von Nutzpflanzen eingesetzt werden kann.

Beschreibung

In der Abteilung Entwicklungsbiologie der Pflanzen (George Coupland) werden primär die molekularen Mechanismen studiert, wie Umwelteinflüsse die pflanzliche Entwicklung steuern. Das Hauptinteresse gilt dabei denjenigen Mechanismen, die den Übergang zur Blühphase in Reaktion auf Umweltreize und die vielfältigen Reaktionsmuster bei der Blütenbildung kontrollieren. Die Mitarbeiter der Abteilung setzen dabei molekulargenetische, biochemische und zellbiologische Methoden bei der Modellpflanze Arabidopsis thaliana ein, um die Rolle von Schlüsselproteinen bei der Regulation der Blütenbildung zu untersuchen. Forschungsschwerpunkte sind Mechanismen, die Pflanzen in die Lage versetzen, jahreszeitliche Änderungen der Tageslänge wahrzunehmen und als Antwort darauf die Blütenbildung einzuleiten. Daneben wird die Rolle der endogenen zirkadianen Uhr, die Bedeutung von Chromatinstrukturen bei der Kontrolle von den Blühzeitpunkt regulierenden Genen und der Einfluss von Modulierungen der Regulatorproteine durch Phosphorylierungen oder Anfügen des kleinen Proteins Ubiquitin untersucht. Wie haben sich diese Prozesse in anderen Pflanzenarten entwickelt? Hier liegt der Fokus insbesondere auf 1) den Modifizierungen der mit dem Blühvorgang verbundenen Stoffwechselwege während der Domestikation von Gerste, 2) Studien, wie diese Stoffwechselwege auf abiotischen Stress, z.B. Trockenheit, reagieren, und 3) den Mechanismen, die während der unterschiedliche Lebensformen, z.B. Mehrjährigkeit, durch Änderungen bei der Regulation des Blühzeitpunktes hervorgebracht haben.

Mit der Emeritierung von Maarten Koornneef wurde die Abteilung Pflanzenzüchtung und Genetik am 31.1.2016 geschlossen.

Die Forschungsaktivitäten in der Abteilung Pflanze-Mikroben Interaktionen (Paul Schulze-Lefert) befassen sich mit den grundlegenden molekularen Vorgängen in Interaktionen von Pflanzen und pathogenen Mikroorganismen. Im Brennpunkt der Forschung stehen das pflanzliche Immunsystem und die Mechanismen mikrobieller Pathogenese. Mit Hilfe eines integrierten Forschungsansatzes, der Wissenschaftsdisziplinen wie Genetik, Biochemie, Molekularbiologie und Zellbiologie miteinander kombiniert, werden insbesondere Wechselwirkungen von Pflanzen mit Pilzen untersucht.
Obwohl der Aufbau des pflanzlichen Immunsystems eine effiziente Verteidigung gegen die Mehrzahl pathogener Mikroorganismen sicherstellt, gelingt es dennoch wenigen Angreifern, der Erkennung durch pflanzliche Immunrezeptoren zu entgehen oder Immunantworten zu unterdrücken. Ein wesentliches Ziel der Arbeiten ist die Erstellung eines regulatorischen Netzwerks des pflanzlichen Immunsystems, mit dem langfristig molekulare Simulationen und Vorhersagen durchgeführt werden können. Letztendlich kann die Kenntnis der Logik des pflanzlichen Immunsystems Grundlage für zukünftige rationale Pflanzenzüchtung mit dem Ziel eines verbesserten Pflanzenschutzes sein.

Miltos Tsiantis ist seit dem 1. Juli 2012 neuer Direktor der am MPIPZ. Zentrale Themen der Forschung in der Abteilung Vergleichende Entwicklungsgenetik sind morphogenetische Prozesse, die zur Formbildung der Pflanze führen und die evolutionären Mechanismen, die der natürlichen Formenvielfalt zugrunde liegen. Cardamine hirsuta wurde hierfür als Modellsystem entwickelt. In vergleichenden Studien mit der verwandten Referenz-Pflanze Arabidopsis thaliana und weiteren Arten soll das Spektrum der natürlichen Variation analysiert werden. In Kombination von Genetik, bildgebenden Verfahren, Genomik und Computermodellierung sollen Voraussagen über die Entwicklung biologischer Formen und ihrer Diversifikation möglich werden.

 
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