Schwerpunkt der Professur Pflanzenpathologie ist die zellbiologische, genetische und molekulare Erforschung der biogenen Ursachen, die bei Pflanzen zu Krankheiten führen. Aufbauend auf diesem Verständnis der Krankheitsursachen werden Strategien entwickelt, Nutzpflanzen vor Krankheiten zu schützen. Diese Forschung hat das Potential einen wichtigen Beitrag zum Aufbau einer nachhaltigen Landwirtschaft zu leisten.
Das Hauptaugenmerk liegt dabei auf phytopathogenen Pilzen und Oomyceten in ihrer Interaktion mit deren jeweiligen Wirtspflanzen. Desweiteren werden wissenschaftliche Pflanzenmodelle wie Arabidopsis thaliana und Nicotiana benthamiana in der Forschung verwendet, die der Erweiterung des Grundlagenwissens über das pflanzliche Immunsystem dienen und experimentell und genetisch leicht zugänglich sind.
Zwei Forschungsansätze werden verfolgt.
Mit molekularbiologischen, proteinbiochemischen, zellbiologischen, genetischen und bioinformatischen Methoden wird die biotrophe Interaktion zwischen dem Maisbranderreger Ustilago maydis und der Wirtspflanze Mais im molekularen Detail untersucht. Ustilago maydis ist ein biotropher Pilz, der aufgrund seiner genetischen Zugänglichkeit als Modellorganismus gilt. Dabei liegt das Augenmerk der Arbeitsgruppe auf einer Klasse sekretierter Proteine, sogenannten Effektoren, welche der Pilz aussendet um das Wirtspflanzen Immunsystem zu unterdrücken und den Wirtsmetabolismus im Interesse des Pathogens zu manipulieren. Diese Forschung dient dazu, einerseits ein detailliertes Wissen über die molekularen Vorgänge während der biotrophen Interaktion zu gewinnen und andererseits bietet die Erforschung von Effektoren die Möglichkeit, diese als neue manipulative Werkzeuge in Pflanzen anzuwenden und auf sie abgestimmte Strategien des Pflanzenschutzes zu entwickeln.
Mit Hilfe bildgebender Verfahren werden Wirt-Pathogen-Interaktionen auf verschiedenen Skalenebenen – von zellulärer Ebene bis zum Bestand - erfasst; dazu dienen Thermografie, Chlorophyllfluoreszenz und hyperspektrale Verfahren. Die untersuchten Organismen aus Landwirtschaft und Obstbau unterscheiden sich in der Besiedelungsstrategie und Ernährungsweise (biotroph, hemibiotroph bzw. nekrotroph), z.B. Plasmopara viticola (obligat biotroph)an Rebe, Phytophthora infestans an Kartoffel, Magnaporthe oryzae (hemibiotroph) an Reis, Venturia inaequalis an Apfel, Cercospora beticola an Zuckerrübe; Fusarium-Arten (nekrotroph) an Weizen und Mais. Daneben werden neu auftretende Krankheiten an Nutzpflanzen identifiziert und charakterisiert (z.B. Falscher Mehltau an Rhabarber). Diese Forschung dient dazu, Verfahren zur Detektion der Krankheiten, die Auswirkungen der Wirtspflanzenresistenz, von pflanzenbaulichen Maßnahmen und chemischen bzw. biologischen Bekämpfungsverfahren auf die epidemische Entwicklung der jeweiligen Pathogene und die Ertragsbildung der Nutzpflanzen zu erfassen. Ziel ist die Entwicklung innovativer Vermeidungs- und Bekämpfungsstrategien unter Feld- und Gewächshausbedingungen.