Gastgruppe

Dr. Yariv Brotman
Projektleiter
Telefon:+49 331 567-8228

Ben-Gurion University of Negev

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Abteilung Willmitzer (Gastgruppe)

Genetik metabolischer Merkmale

Die Forschung in der Gruppe von Dr. Yariv Brotman konzentriert sich auf die Anwendung quantitativer genetischer Ansätze zur Identifizierung von Genen, die am Pflanzenstoffwechsel beteiligt sind, und auf die funktionelle Charakterisierung dieser Gene mithilfe verschiedenener Methoden der Molekularbiologie und der Pflanzentransformation. Gene, die am Lipidstoffwechsel beteiligt sind, stellen einen besonderen Schwerpunkt dar.
<p><strong>Genetische Karte der Ackerschmalwand (<em>Arabidopsis</em> <em>thaliana</em>). </strong>Mit Hilfe der genomweiten Assoziationsstudion (GWAS) lassen sich genetische Karten erstellen. Diese hier zeigt Gene, die sich mit dem Lipidstoffwechsel in Zusammenhang bringen lassen.  </p> Bild vergrößern

Genetische Karte der Ackerschmalwand (Arabidopsis thaliana). Mit Hilfe der genomweiten Assoziationsstudion (GWAS) lassen sich genetische Karten erstellen. Diese hier zeigt Gene, die sich mit dem Lipidstoffwechsel in Zusammenhang bringen lassen.  

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Um Genorte zu identifizieren, die die Biosynthese von Lipiden und Metaboliten kontrollieren, nutzen wir die stetig wachsende Vielfalt genetischer bzw. genomischer Werkzeuge in der Pflanzenforschung. Außerdem greifen wir dabei auf die herausragenden, hier im Institut entwickelten Möglichkeiten zur Metabolomanalyse zurück. Zum Zweck der Identifizierung metabolomischer Regionen quantitativer Merkmale (auf Englisch: quantitative trait loci, QTL), führen wir sogenannte genomweite Assoziationsstudien (GWAS) an drei Pflanzenarten durch: der Modellpflanze Arabidopsis thaliana (Ackerschmalwand) sowie den beiden landwirtschaftlich wichtigen Arten Mais und Reis. Dabei berücksichtigen wir auch die, in jeder Pflanzenart vorhandene, natürliche Vielfalt. Als Ergebnis der genomweiten Assoziationsstudien GWAS erhalten wir hochaufgelöste Genkarten der metabolischen QTLs. Ein Vorteil dieser Methode ist, dass sie einen unbefangenen Ansatz darstellt. Sie erlaubt uns die gleichzeitige Identifizierung hunderter Genorte, die die Synthese von Lipiden und Metaboliten in Pflanzen kontrollieren. Des Weiteren verwenden wir die Informationen über die in verschiedenen Ökotypen identifizierten Metabolite für die Korrelation des "metabolomischen Raums" mit einigen landwirtschaftlich wichtigen Eigenschaften, wie zum Beispiel der Biomasse.

Weitere Forschungsgebiete der Projektgruppe sind:

  1. Die molekulare und funktionelle Charakterisierung von identifizierten Kandidatgenen, die mithilfe der GWAS identifiziert wurden. Dabei kommen verschiedene Methoden der Molekularbiologie, der Pflanzentransformation sowie der massenspektrometrischen Metabolomik zum Einsatz.
  2. Die Forschung transkriptioneller Steuerung durch fünf MYB-Transkriptionsfaktoren in der Ackerschmalwand, die verschiedene Aspekte der Biosynthese von Lipiden und Sekundärmetaboliten kontrollieren.
  3. Die Aufklärung der gegenseitigen Beeinflussung zwischen Pflanzen und Krankheitserregern mithilfe einer Kombination aus metabolomischen und transkriptomischen Ansätzen. Dies dient der systemischen Analyse der pflanzlichen Reaktion auf Pathogenangriffe.
  4. Die Erforschung der Interaktion zwischen Pflanzen und dem nützlichen Mikroorganismus Trichoderma. Der Schwerpunkt liegt dabei auf den Mechanismen der Wurzelbesiedelung und der von Trichoderma hervorgerufenen Resistenz gegenüber biotischem und abiotischem Stress.
 
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