Forschung Pflanzenphysiologie
Unsere Forschung fokussiert auf Mechanismen, die zur erfolgreichen Etablierung von Pflanze - Pathogen Interaktionen (hauptsächlich die Pflanzenkrankheit Kohlhernie) führen. Außerdem untersuchen wir Interaktionen von Pflanzen mit nützlichen Mikroorganismen (Endophyten). Hierbei interessieren wir uns für die Rolle von Pflanzenhormonen und pflanzlichen Sekundärmetaboliten während der Entstehung einer pathogenen und symbiontischen Interaktion von Pilzen mit ihren Wirtspflanzen. Um die Strategien der Pathogen besser zu verstehen, haben wir begonnen die differentielle Genexpression in Pflanze - Pathogen - Interaktionen zu untersuchen, sowie mit biochemischen und molekularen Methoden die Funktion von Enzymen zu untersuchen. Ein besonderer Fokus liegt hier auf Pflanzenhormonen während der Pathogenese, bei abiotischem Stress und der Entwicklung der Pflanzen. Wir möchten verstehen, wie diese Substanzen synthetisiert werden und wie ihre Konzentration reguliert wird.
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Forschung Pflanzenphysiologie
PLASMODIOPHORA - Kohlhernie
Die Kohlhernie, eine Wurzelkrankeit von Brassicaceae ist wahrscheinlich weltweit die am meisten Schaden anrichtende Krankheit innerhalb dieser Pflanzenfamilie. Der obligat biotrophe Erreger Plasmodiophora brassicae infiziert viele Nutzpflanzen-Brassicaceae, aber auch die Modellpflanze Arabidopsis thaliana. Als obligat biotropher Organismus ist der Protist P. brassicae auf die Wirtspflanze zum Durchlaufen seines Lebenszyklus angewiesen. Die Krankheit ist sehr schwierig mittels chemischer oder Kulturmaßnahmen zu kontrollieren. Daher ist es notwendig, zum einen die Entwicklung der Kohlhernie zu verstehen und zum anderen Bekämpfungsmaßnahmen zu finden. Seit der Sequenzierung des ersten Referenzgenoms (Artikel) beschäftigt sich die Forschung verstärkt mit der Seite des Protisten.
- Ludwig-Müller, J. (2022) What can we learn from -omics approaches to understand clubroot disease? Int. J. Mol. Sci.23: 6293 article
- Auer, S., Ludwig-Müller, J. (2023) Biocontrol of clubroot disease: how successful are endophytic fungi and bacteria? Eur. J. Plant Pathol. article
- Susann Auer über die Kohlhernie (in Deutsch) youtube MDR Garten
- Vortrag zur Kohlhernie und Biokontrolle von Susann Auer (in Englisch) Molecular response of clubroot infected plants to the endophytic fungus Acremonium alternatum
Sonderhefte in Zeitschriften zum Thema
Pflanzenhormone
Pflanzenhormone kontrollieren das Wachstum und die Entwicklung von Pflanzen. Wir interessieren uns hauptsächlich für die Rolle von Auxinen für entwicklungsphysiologische Prozesse, aber auch unter Stressbedingungen wie Hitze- oder Trockenstress. Auxine sind eine Klasse von Pflanzenhormonen, die in niedrigen Konzentrationen eine große Vielfalt von Etntwicklungsvorgängen kontrollieren, die jedoch in hohen Konzentrationen sogar eine toxische Wirkung auf pflanzen haben können. Daher ist die Kontrolle der endogenen Konzentration von großer Bedeutung für die korrekte Entwicklung einer Pflanze.
- Ludwig-Müller, J. (2011) Auxin conjugates: their role for plant development and in the evolution of land plants. J. Exp. Bot. 62: 1757-1773 Artikel
Bioaktive Substanzen
Pflanzen sind nicht nur Quellen für unsere Ernährung, sondern sie enthalten eine Vielzahl von Substanzen, die wichtige medizinische und pharmazeutische Eigenschaften haben können. In dem kontinuierlichen Bestreben neue Substanzen mit nützlichen bioaktiven Eigenschaften zu finden, spielen Pflanzen eine ungebrochen wichtige Rolle. Aber auch im Zusammenleben mit Pflanzen können endophytische Pilze für die Biosynthese neuartiger, aktiver Metabolite verantwortlich sein. Die Analyse solcher Metabolite ist von enormer Bedeutung für das Auffinden neuer bioaktiver Substanzen.
- Ludwig-Müller, J., Jahn, J., Lippert, A., Püschel, J., Walter, A. (2014) Improvement of hairy root cultures and plants by changing biosynthetic pathways leading to pharmaceutical metabolites: strategies and applications. Biotechnol. Adv. 32: 1168-1179 Artikel
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