25.11.2022

SFB/TRR 356 - Genetic diversity shaping biotic interactions of plants (PlantMicrobe)

Der TRR 356 untersucht molekulare Mechanismen, die nützliche und schädliche Pflanzen-Mikroben-Interaktionen beeinflussen.

Molekulare Mechanismen von Pflanzen-Mikroben-Interaktionen

Die landwirtschaftliche Pflanzenproduktion bildet die Grundlage der menschlichen Ernährung und Kultur. Sie hängt entscheidend von der Gesundheit der Pflanzen ab. Infektionen von Pflanzen durch Mikroorganismen spielen dabei eine doppelgesichtige Rolle: Während manche Infektionen zu einer Symbiose von Pflanze und Mikroorganismus führen, in der die Pflanze zum Beispiel von einer verbesserten Nährstoffzufuhr profitiert, können Infektionen mit krankheitserregenden Mikroorganismen Pflanzen schädigen oder sogar töten. Aus menschlicher Sicht fördern Infektionen durch Mikroorganismen also hohe Erträge – oder bedeuten einen kompletten Ernteausfall mit dramatischen wirtschaftlichen Konsequenzen.

Im neuen SFB-Transregio (SFB/TRR 356) „Genetic diversity shaping biotic interactions of plants (PlantMicrobe)“ – Einfluss der genetischen Vielfalt auf die biotischen Wechselwirkungen von Pflanzen – soll die Pflanzengesundheit mithilfe neu zu erschließender genetischer Ressourcen, Verfahren und Werkzeuge langfristig verbessert werden. Die Forschungsstrategie sieht einen neuen Ansatz vor, bei dem die natürliche genetische Variation der Organismen als Quelle für nützliche Entdeckungen und zur Aufklärung der molekularen Mechanismen hinter der Infektionskontrolle der Pflanzen dienen soll. Am Kontaktbereich – oder der Schnittstelle – zwischen Wirtspflanzen und den sie infizierenden Mikroben läuft eine kontinuierliche molekulare Kommunikation. Diese Kommunikation führt über mehrere Generationen hinweg zur Entwicklung neuer Infektions- und Verteidigungsstrategien. Die Mitspieler, die die Folgen des Aufeinandertreffens bestimmen, umfassen unter anderem chemische Signale, Nährstoffflüsse, regulierende Makromoleküle und Gifte. Aus dem Zusammenspiel ergeben sich schnelle evolutionäre Veränderungen und eine große genetische Vielfalt aller an einer Pflanzeninfektion beteiligten Partner.

Diese genetische Vielfalt wollen die Forscherinnen und Forscher im SFB-Transregio als wertvolle Quelle nutzen, um Gene mit ihren Varianten zu erkunden, die zur Verbesserung von Symbiosen oder einer gezielten Abwehr von Krankheitserregern eingesetzt werden können. Dabei geht es sowohl um die genetische Vielfalt der Wirtspflanzen als auch die der pflanzeninfizierenden Mikroben. Mit den sogenannten Omics-Technologien, mithilfe derer in Hochdurchsatzverfahren jeweils die Gesamtheit von Genen, Proteinen, Stoffwechselprodukten einer Zelle oder eines Organismus analysiert werden können, wollen die Forscherinnen und Forscher das Potenzial der Erfindungen der Natur voll erschließen.

Neben der Ludwig-Maximilians-Universität München und der Universität Tübingen ist auch die Technische Universität München an dem SFB-Transregio beteiligt sowie einzelne Arbeitsgruppen aus dem Helmholtz Zentrum Neuherberg, den Max-Planck-Instituten für Biologie (Tübingen) und für Molekulare Pflanzenphysiologie (Potsdam-Golm) sowie dem Leibniz-Institut für Pflanzenbiochemie in Halle.

Nach Mitteilung der Ludwig-Maximilians-Universität München/JE, Hochschulkommunikation

In Kooperation mit der Ludwig-Maximilians-Universität München

Tübinger Sprecher: Prof. Dr. Rosa Lozano-Durán, Zentrum für Molekularbiologie der Pflanzen (ZMBP)

Laufzeit: 1. Januar 2023 bis 31. Dezember 2026