Forschungsfeld D: Pflanze – Mikroflora: Metabolische Interaktionen

Zielsetzung

  • Charakterisierung der Biosynthese pflanzlicher Signal- und Abwehrstoffe
  • Biotechnologische Produktion pflanzlicher Signal- und Abwehrstoffe

Nutzen:

  • Optimierung des Pflanzenwachstums/Ertrags
  • Reduktion von Nährstoffbedarf und Pestiziden

Hintergrund

Pflanzen produzieren eine Vielzahl von chemischen Signalstoffen (z.B. Sekundärmetabolite). Diese Signalstoffe bestimmen u.a. die Zusammensetzung des Mikrobioms (vgl. Forschungsschwerpunkt C Pflanze-Mikroflora: Genetische Interaktionsmechanismen). Die Charakterisierung und gezielte Modifikation der Produktion pflanzlicher Signalstoffe soll in diesem Forschungsschwerpunkt eine optimale Zusammensetzung des Mikrobioms ermöglichen. Andererseits spielen die von der Pflanze produzierten Signalstoffe auch bei Abwehrreaktionen (z.B. als Schutz gegen Fraß und Infektionen) eine Rolle. Daher soll versucht werden, Pflanzen so zu verändern, dass sie vermehrt derartige Signal-und Abwehrstoffe bilden. Darüber hinaus soll untersucht werden, inwieweit die entdeckten Pflanzenstoffe biotechnologisch mit Hilfe von Mikroorganismen produziert werden können. Der Einsatz von derart biotechnologisch hergestellten Mikroorganismen könnte einen positiven Nutzen beim Anbau von Nutzpflanzen haben.

Forschungsprojekte des Forschungsfeldes D:

  • Characterising plant-bacteria interactions that promote the uptake of nitrogen and sulfur from organic sources
  • Exploring the phytosulfokine triterpene pathway in Arabidopsis thaliana
  • Synthetic microbes for the production of plant secondary metabolites 60
  • Programming triterpene biosynthesis pathways in cyanobacteria using synthetic RNA-based devices 
  • Functional expression and biochemical characterisation of plant P450s 61 (Sarah Kranz)
  • In vitro analysis of selected ABC transporters from plants (Katharina Gräfe and Kalpana Shanmugarajah)
Heinrich Heine University
University of Cologne
Max Planck Institute for Plant Breeding Research
Forschungszentrum Jülich