Pflanzenwachstum und Biomasseproduktion werden entscheidend von der Effizienz zur Nutzbarkeit von Mineralstoffen geprägt und eine Düngung ist nur begrenzt dauerhaft tragbar. Wir verwenden pflanzliche Modellsysteme, um neue Genfunktionen für die Aufnahme und Verteilung von mineralischen Nährstoffen zu identifizieren. Unser Focus liegt dabei auf der Metall- und insbesondere Eisenhomöostase in Pflanzen. Eisen spielt bei vielen Redoxreaktionen und Elektronentransportvorgängen wie etwa bei der Fotosynthese eine zentrale Rolle, wobei in der Zelle frei vorliegendes Eisen toxisch ist und zu oxidativen Stressreaktionen führt. Eisen ist im Boden oft nur schwer bioverfügbar und unsere Untersuchungen beschäftigen sich daher mit der Mobilisierung und Aufnahme von Eisen in die Wurzel, den Signalen für die Aufnahme, Speicherung und Verteilung von Eisen und den Protein- und Gennetzwerken zur Koordination der Vorgänge auch in Anpassung an umweltspezifische Aspekte. Unsere Forschungsergebnisse finden eine Anwendung bei neuartigen Anzuchtverfahren und einer verbesserten Pflanzenzüchtung zur effizienten Nutzung von Mineralstoffen in der Rhizosphäre, aber auch zur Erhöhung des Mineralstoffgehalts im Hinblick auf eine Qualitätssteigerung von pflanzlichen Nahrungsmitteln.
Zur Untersuchung der Effizienz der Mineralstoffaufnahme und -verteilung in Pflanzen machen wir uns verschiedene Verfahren zur kontrollierten Pflanzenanzucht zunutze und überprüfen das Pflanzenwachstum und die pflanzlichen Reaktionen auf Mineralstoffmangel auf morphologischer, physiologischer und molekularer Ebene. Wir identifizieren und charakterisieren neue Genfunktionen durch eine Kombination von genetischen, molekularen, zellbiologischen und biochemischen Methoden.
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