Pflanze–Mikroben-Interaktionen erforschen: Research and Education Schülerlabor Herbst 2025

© Mitzi Villajuana-Bonequi

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Zwölf begeisterte Schülerinnen und Schüler erkundeten die faszinierende Welt der Pflanzen–Mikroben-Symbiosen im Research and Education Schülerlabor unter der Leitung von Dr. Mitzi Villajuana-Bonequi.

Vom 9. bis 15. Oktober 2025 nahmen Schülerinnen und Schüler des Ville-Gymnasiums Erftstadt, Otto-Hahn-Gymnasiums, Berufskollegs Vera Beckers und Gymnasiums Frechen am Research and Education Schülerlabor im Biocenter der Universität zu Köln teil. Der Kurs wurde von Dr. Villajuana-Bonequi im Rahmen des CEPLAS-Schulprojekts “Research and Education – Transfer of Knowledge from Research to School” organisiert und geleitet, dessen Ziel es ist, CEPLAS-Forschungsthemen in den praxisorientierten Unterricht zu integrieren. 

Das Programm konzentrierte sich auf die Interaktion zwischen Landpflanzen und nützlichen Bodenmikroorganismen unter klimarelevanten Wachstumsbedingungen. Durch eine Kombination aus theoretischen Einführungen und intensiver praktischer Laborarbeit untersuchten die Schülerinnen und Schüler Pflanzen–Mikroben-Symbiosen mithilfe des mutualistischen Modellsystems Pisum sativum–Rhizobium pisi auf makroskopischer, mikroskopischer und molekularer Ebene. Im Rahmen ihrer Experimente verglichen sie außerdem Wildtypen von Pisum sativum mit einem Mutanten im gemeinsamen symbiotischen Signalgen PsSym19/MtDMI2, einer Leucin-reichen Repeat-Domäne enthaltenden Rezeptorkinase, die sowohl für rhizobiale als auch für mykorrhizale Endosymbiosen essenziell ist. Dieser Vergleich ermöglichte es den Schülerinnen und Schülern zu beobachten, wie Mutationen in solch zentralen Genen die vorteilhaften Pflanzen–Mikroben-Interaktionen beeinträchtigen können, und veranschaulichte, wie genetische Prozesse die symbiotische Kommunikation steuern. Zu den Aktivitäten gehörten das Messen von Pflanzenmerkmalen, das Beobachten von Wurzelproben, die DNA-Isolation, PCR und Gelelektrophorese sowie die Diskussion wissenschaftlicher Methoden.

Am Ende der Woche präsentierten die Teilnehmenden ihre Ergebnisse in selbst vorbereiteten Vorträgen und zeigten dabei ihr Verständnis von Pflanzenökologie, Morphologie, Physiologie und Genetik. Die anschließenden Diskussionen beleuchteten auch die größere Bedeutung von Pflanzen–Mikroben-Symbiosen für Landwirtschaft und Ernährungssicherheit – insbesondere ihr Potenzial, den Einsatz chemischer Düngemittel zu verringern, Klimaauswirkungen zu mildern und eine nachhaltigere Pflanzenproduktion zu fördern.

In ihrem anonymen Feedback betonten die Schülerinnen und Schüler, wie sehr sie die starke Praxisorientierung des Kurses schätzten – insbesondere die Möglichkeit, eigenständig zu experimentieren und zu mikroskopieren – und lobten die klaren, anschaulichen Erklärungen sowie die engagierte Unterstützung während der gesamten Woche.

Dr. Villajuana-Bonequi ergänzt: „Es ist inspirierend zu sehen, wie schnell Schülerinnen und Schüler komplexe biologische Konzepte verstehen, wenn sie die Gelegenheit haben, selbst praktisch zu arbeiten.“

Das Schülerlabor bietet jungen Lernenden weiterhin wertvolle Einblicke in die Pflanzenforschung sowie in den kollaborativen und interdisziplinären Geist von CEPLAS. Das Projekt wurde von Prof. Dr. Marcel Bucher initiiert und wird von Dr. Mitzi Villajuana-Bonequi koordiniert.