Nach Oben

5.1 Adventivwurzelbildung und Stressreaktion von Zierpflanzen

1. Programmbereich
Funktionelle Pflanzenbiologie
2. Programmbereich
System Pflanze-Mikroorganismen
3. Programmbereich
Pflanzenqualität und Ernährungssicherheit
4. Programmbereich
Gartenbausysteme der Zukunft
5. Programmbereich
Standort Erfurt
5.1 Adventivwurzelbildung und Stressreaktion von Zierpflanzen
5.2 Grundlagen der Samen- und In-vitro-Vermehrung
5.3 Entwicklung neuer Genotypen
5.4 Wurzel-Pilz-Beziehungen
Beschreibung
Mitarbeiter
Zusammenarbeit
Publikationen

Wurzeln sind essenzielle Organe für das Überleben und Wachstum höherer Pflanzen. Dabei verfügen Pflanzen über die besondere Fähigkeit, an abgetrennten Sprossen oder Blättern neue Wurzeln zu generieren. Diese sogenannte Adventivwurzelbildung ist Ausdruck des speziellen Anpassungs- und Regenerationsvermögens von Pflanzen als Reaktion auf abiotischen Stress: Ausgelöst durch die Verwundung und Isolierung des abgetrennten Pflanzenteils wird in bestimmten Zellen ein neues Entwicklungsprogramm gestartet. Jedoch ist die steuernde Rolle der Aktivierung und Deaktivierung bestimmter Gene, der verschiedenen Phytohormone und nachgelagerten Signalstoffe und der vielfältigen Reaktionen auf der Ebene des Stoffwechsels bei diesem Prozess nur unzureichend verstanden.

Die Adventivwurzelbildung wird bereits seit Jahrhunderten genutzt, um über Stecklinge neue, und zugleich genetisch identische Pflanzen zu erzeugen. In der modernen Jungpflanzenproduktion erfolgt diese Form der vegetativen Vermehrung in hoch spezialisierten Betrieben im Rahmen einer mehrstufigen Produktionskette, die sich von der Stecklingsproduktion z.B. in Ostafrika bis zur Bewurzelung in Europa erstreckt. Um dort den Bedarf an Blumen und Zierpflanzen zu decken, werden auf diese Weise jährlich mehr als 1 Milliarde Jungpflanzen erzeugt.

Die Jungpflanzenproduzenten stehen vor großen Herausforderungen. So ist die Bewurzelung bei bestimmten Pflanzenarten oder Sorten unzureichend, was deren Nutzung beeinträchtigt. Mangelnde Kenntnisse der Wechselwirkungen einzelner Umweltfaktoren führen auch bei normal bewurzelnden Kulturen wiederholt zu Ausfällen in der Bewurzelung. Die Knappheit von Ressourcen und zunehmende Anforderungen seitens des Umweltschutzes erfordern neue Produktionstechnologien. Gleichzeitig entstehen durch den Fortschritt in den technischen Systemen z.B. in der Beleuchtungstechnik völlig neue Nutzungspotentiale. Das unzureichende Verständnis der Regulation der Adventivwurzelbildung auf den verschiedenen Ebenen behindert jedoch eine wissensbasierte Optimierung der Produktionskette. Hier setzt unser Schwerpunkt an.

Ein wesentliches Ziel unserer Arbeiten ist die weitere Aufdeckung von Steuergrößen der Adventivwurzelbildung unter Aufklärung der beteiligten pflanzenphysiologischen, biochemischen und molekulargenetischen Prozesse. Hierzu werden neueste Methoden der Molekulargenetik, der biochemischen Analytik, unterschiedlicher Techniken der Mikroskopie und Histologie sowie pharmakologische Ansätze kombiniert und vorwiegend auf das von uns neu etablierte Modellsystem der Petunie ausgerichtet. Basierend auf eigenen Vorarbeiten steht aktuell der funktionelle Beitrag der N-Remobilisierung und der Auxinsignalkette unter dem Einfluss variabler N-Versorgung und der Dunkel-Kühllagerung im Mittelpunkt der Betrachtung. Die methodische Plattform und aktuelle Konzepte zur Reaktion des pflanzlichen Metabolismus auf abiotischen Stress werden weiterhin angewendet, um die Reaktion des Wachstums auf Kühlestress besser zu verstehen.

In dem praxisorientierten Teil unserer Arbeiten steht die Übertragbarkeit von Grundlagenkenntnissen zu entscheidenden Steuer- und Kontrollgrößen auf praxisnahe Bedingungen und Problemkulturen im Vordergrund. Unter anderem soll der für die Bewertung von Stickstoff- und Kohlenhydratgehalten offenbar geeignete Ansatz der Qualitätskontrolle von Stecklingen mittels Nah-Infrarot-Spektroskopie auf eine breitere Basis gestellt werden.

Die Petunia Platform

Aktuelles Projekt

2014 - 2017

Qualitätssicherung bei der Produktion von Zierpflanzenstecklingen

Die Qualität von Stecklingen wird in der Jungpflanzenproduktion derzeit nur nach äußeren Param...

Weiterlesen

Weitere Projekte

Molekulare und physiologische Regulation der Adventivwurzelbildung in Petunia-Stecklingen unter dem Einfluss der Stickstoffvorkonditionierung und Dunkelexposition

Vorangegangene Untersuchungen unserer Arbeitsgruppe haben gezeigt, dass die Adventivwurzelbildung in Stecklingen verschiedener Pflanzenarten durch eine hohe ...

Weiterlesen

Molekularphysiologie der Kühletoleranz von Petunia und Euphorbia pulcherrima

In Mittel- und Nordeuropa gehört die notwendige Einsparung von Energie zu den großen Herausforderungen für die zukünftige Zierp...

Weiterlesen