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Molekulare Ernährung und Biochemie der Pflanzen

Pflanzliches Wachstum ist durch das im Boden vorhandene Nährstoffangebot begrenzt. Vor allem das Angebot an Stickstoff und Phosphat ist oft limitierend. Um diese Ressourcen effizient zu nutzen, besitzen Pflanzen neben effektiven Mechanismen zur Nährstoffaufnahme auch Stoffwechselwege zum Recycling von Nährstoffen. Junges Gewebe, welches Nährstoffe zum Aufbau benötigt, kann so durch Export von Nährstoffen aus älterem Gewebe versorgt werden. Die molekularen Details dieser Nährstoffumverteilung sind aber noch wenig erforscht.

Während der Keimung, wenn die Pflanze noch keine äußeren Nährstoffe aufnehmen kann, haben Umverteilungsmechanismen besondere Bedeutung. Dies trifft auch zu, wenn zur Versorgung von Blüten, Samen und Vorratsorganen (Knollen, Speicherwurzeln) Nährstoffe aus vegetativem Gewebe (Blätter, Spross) umgelagert werden.

In den letzten Jahren wurden große Fortschritte bei der Entdeckung neuer Gene gemacht. So sind heute ganze Genomsequenzen für viele Organismen bekannt - auch für viele Pflanzen. Die Aufklärung der physiologischen Funktion der von diesen Genen kodierten Proteine geht aber wesentlich langsamer voran.

Der Schwerpunkt unserer Arbeit liegt in der Aufklärung der physiologischen Funktion von pflanzlichen Genen / Proteinen, die an Umschichtungsprozessen von Nährstoffen beteiligt sind. Zu diesem Zweck kombinieren wir Methoden der Bioinformatik, Biochemie, Pflanzenphysiologie, Genetik und Zellbiologie in einem integrativen Forschungsansatz.

Ziel ist es ein tieferes molekulares Verständnis der Nährstoffumverteilung in Pflanzen zu generieren, das als Wissensbasis für die Erzeugung nährstoffeffizienterer Nutzpflanzen dienen kann. Solche Pflanzen sollen bei verringertem Düngemitteleinsatz hohe Erträge liefern, um natürliche Ressourcen zu schonen.