Molekulare Botanik

Leiterin: Prof. Dr. Maria Mittag

Unsere Struktureinheit besteht aus drei Arbeitsgruppen. In der Ausbildung von Studierenden ist die Allgemeine Botanik mit fachspezifischen Lehrveranstaltungen primär in den Bachelor-Studiengängen Biologie, Biochemie und Bioinformatik, im Lehramt Biologie sowie im Master Molecular Life Sciences beteiligt.

Professur für Allgemeine Botanik

Unsere Arbeitsgruppe untersucht den molekularen Mechanismus biologischer circadianer Uhren. Circadiane (circa = etwa; diem = Tag) Uhren existieren vom Cyanobakterium bis zum Menschen und kontrollieren eine Vielzahl zellulärer Prozesse. Die innere Uhr wird im Tagesverlauf über sogenannte "Zeitgeber" immer wieder neu eingestellt. Die wichtigsten Zeitgeber sind Licht- Dunkel sowie Temperaturzyklen. Hierbei sind wir insbesondere an den Rezeptoren und deren Funktionsweise interessiert, die Licht und Temperatur wahrnehmen und deren Einfluss auf die circadiane Uhr sowie auf weitere zelluläre licht- bzw. temperaturabhängige Prozesse wie etwa auf Entwicklungszyklen, die Photosynthese oder die Vermehrungsrate. Als Modellorganismus haben wir primär die einzellige Grünalge Chlamydomonas reinhardtii ausgewählt, die sich mit ihrem Augenfleck und zwei Geißeln im Lichtgradienten orientieren kann und eine Vielzahl von Photorezeptoren aufweist. Ihr sexueller Zyklus wird durch Nährstoffe und Licht reguliert. Weiterhin untersuchen wir die Interaktion von Mikroalgen mit anderen Mikroorganismen am Beispiel von Süßwasser und marinen Chlamydomonas spp., und analysieren chemische Mediatoren, die diese Wechselwirkung beeinflussen ebenso wie daraus resultierende zelluläre Signalwege.

Professur für Pflanzenphysiologie

An unserem Lehrstuhl werden drei Hauptschwerpunkte der Pflanzenphysiologie untersucht: a) Interaktion von Pflanzen mit Mikroorganismen, b) vaskuläre Biologie und c) Biogenese der Chloroplasten. Neben der separaten Bearbeitung dieser Themen konzentriert sich die Pflanzenphysiologie auch darauf, Zusammenhänge zu verstehen. Verschiedene neu entdeckte nicht-pathogene Pilze vermitteln Stressresistenzen bei Pflanzen, wobei vaskuläre Transportprozesse die Information systemisch in einer kolonisierten Pflanze verteilen. Plastidäre Signale, Metabolite und Hormonvorstufen spielen bei der Entscheidung in Wachstum oder Abwehr zu investieren, eine wichtige Rolle. Molekularbiologische und biochemische Methoden, unterschiedliche Arten der Mikroskopie, genetische Studien mit Modellorganismen, moderne Analytik sowie omics Techniken werden genutzt, um die physiologischen, molekulargenetischen und chemischen Hintergründen der Anpassungs- und Entwicklungsprozesse der Pflanzen zu verstehen.

Synthetische Biologie photosynthetischer Organismen

Der Fokus unserer Forschung ist die Entwicklung und Anwendung von Prinzipien der synthetischen Biologie um photosynthetische Zellfabriken zu verbessern. Wir möchten photosynthetische Wirtsorganismen als nachhaltige Alternative für biotechnologische Anwendungen weiterentwickeln. Hierzu verwenden wir gentechnische sowie molekularbiologische und biochemische Methoden. Wir arbeiten vor allem mit Cyanobakterien und der eukaryotischen Modellalge Chlamydomonas reinhardtii. Neben der Fülle an möglichen Anwendungen dieser Organismen, sind wir auch an der Erforschung grundlegender zellbiologischer Prozesse, wie zum Beispiel Proteintransport, interessiert. Außerdem möchten wir die Verarbeitung von Umweltsignalen in Ko-Kultur und Gemeinschaften dieser Organismen besser verstehen.