Wurzelbiololgie und Mykorrhiza

Wurzelbiololgie und Mykorrhiza

Um die Nährstoffaufnahme zu verbessern, bilden die meisten Landpflanzen Symbiosen mit wurzelbesiedelnden arbuskulären Mykorrhizapilzen.  Die Arbeitsgruppe von Prof. Dr. Caroline Gutjahr erforscht die molekularen Mechanismen, die der Bildung einer arbuskulären Mykorrhiza zugrunde liegen.

In der Natur und auch auf dem Acker sind die Pflanzen mit einer begrenzten Verfügbarkeit lebenswichtiger Mineralstoffe konfrontiert. Um die Nährstoffaufnahme zu verbessern, gehen die meisten Landpflanzen Symbiosen mit wurzelbesiedelnden arbuskulären Mykorrhizapilzen ein, die effizient Mineralstoffe aus dem Boden aufnehmen und in die Wurzeln transportieren. Im Gegenzug erhalten sie bis zu 20 % des photosynthetisch gebundenen Kohlenstoffs der Pflanze.

Die Besiedlung der Wurzeln durch arbuskuläre Mykorrhizapilze umfasst verschiedene, genetisch voneinander trennbare Entwicklungsschritte, die weitgehend unter der Kontrolle der Pflanzen stehen. Zu diesen Schritten gehören dramatische Umstrukturierungen der Pflanzenzellen, die der Differenzierung der Pilzhyphen zu bestimmten Formen innerhalb dieser Pflanzenzellen vorausgehen. Wir interessieren uns für die pflanzlichen molekularen Mechanismen, die für die Bildung einer arbuskulären Mykorrhiza erforderlich sind. Unsere Hauptforschungsrichtung untersucht die molekularen Zusammenhänge zwischen der Entwicklung der Pflanze und der Symbiose, einschließlich der Rolle der pflanzlichen Hormonsignalwege. Wir verwenden modernste genetische, molekulare, zellbiologische und biochemische Methoden und befassen uns mit den folgenden übergreifenden Fragen:

  1. Welche molekularen Mechanismen liegen der Ansiedlung von arbuskulären Mykorrhizapilzen in Pflanzenwurzeln zugrunde?
  2. Wie passt die Pflanze die Entwicklung der arbuskulären Mykorrhiza an ihren Entwicklungs- und physiologischen Zustand unter dynamisch wechselnden Umweltbedingungen an?

  3. Welche Mechanismen regeln den Nährstoffaustausch zwischen den Symbionten?

  4. Gibt es Überschneidungen und Ähnlichkeiten zwischen der Anpassung von symbiotischen und pathogenen filamentösen Mikroben?

  5. Was ist die genetische Grundlage für positive Leistungsreaktionen auf arbuskuläre Mykorrhiza?

Mehr Details zu unserer Forschung werden wir in Kürze auf dieser Seite veröffentlichen.

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