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BIOINF Genomik und Bioinformatik im Gartenbau

Programmbereich FUNCT
FUNCT Funktionelle Pflanzenbiologie
Programmbereich MICRO
MICRO System Pflanze-Mikroorganismen
Programmbereich BIOINF
BIOINF Genomik und Bioinformatik im Gartenbau
Programmbereich QUALITY
QUALITY Pflanzenqualität und Ernährungssicherheit
Programmbereich HORTSYS
HORTSYS Gartenbausysteme der Zukunft

Die rasante Entwicklung innovativer Technologien in der Molekularbiologie und deren Anwendung in den Pflanzenwissenschaften führten zu einem Paradigmenwechsel und öffnete den Weg für neuartige Strategien in der pflanzenwissenschaftlichen Forschung. Das Spektrum der molekularen Hochdurchsatzanalytik, insbesondere die „omics“-Technologien, hat sich im Laufe der letzten 20 Jahre sprunghaft erweitert, so dass es heute möglich ist, die Gesamtheit der vorhandenen Moleküle in Organellen, Zellen, Geweben und Organen zu erfassen und somit biologische Systeme in ihrer Gesamtheit zu beschreiben und zu verstehen. Diese Technologien, einschließlich Bildverarbeitung und Sensorik, erlauben es sogar schon, Einblicke in die Interaktion von Organismen mit ihrer Umwelt zu bekommen.

Diese zunehmende quantitative Erhebung von Daten hat zur Folge, dass auch das vorhandene Datenvolumen, welches mit jedem Experiment angereichert wird, exponentiell ansteigt, aber auch die Komplexität von Datensätzen zunimmt. Die Auswertung solcher Datenmengen und hochkomplexer und heterogener Datensätze macht eine professionelle mathematische Analyse der Daten erforderlich.

Forschungsaufgabe der Professur und des Programmbereichs BIOINF: Genomik und Bioinformatik in den Gartenbauwissenschaften am IGZ ist die Etablierung, aber auch die Neuentwicklung von Methoden und Strukturen, um primäre ‚Omics‘-Daten zu speichern, zu prozessieren und diese prozessierten Daten miteinander und mit anderen Daten, z. B. aus dem Humanbereich oder der Ökosystembiologie, zu verknüpfen.

Bedingt durch die Forschungsthemen des IGZ werden zum Beispiel

  • Transkriptom- und Sekundärmetabolom-Daten mit Daten zur Untersuchung der Auswirkung von spezifischen Applikations-Methoden und Crop Management Systemen zur Geschmacks- und Gesundheitsrelevanz von Gemüsepflanzen verknüpft.
  • Transkriptom- und Primärmetabolom-Daten mit Daten zum Einfluss von abiotischen und biotischen Umweltfaktoren auf die Ertragsphysiologie von gartenbaulichen Kulturpflanzen verknüpft.
  • Genom-, Transkriptom- und Proteom-Daten von bakteriellen und pilzlichen Schädlingen und Nützlingen miteinander verglichen und mit Informationen zu ihrem Einfluss auf Pflanzenernährung und –gesundheit verknüpft.
  • Metagenom-, Genom-, Transkriptom- und Proteom-Daten von Pflanzen und ihren besiedelnden Mikroorganismen im Verlauf der Wechselwirkung integriert.