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5.1 Adventivwurzelbildung und Stressreaktion von Zierpflanzen

1. Programmbereich
FUNCT Funktionelle Pflanzenbiologie
2. Programmbereich
MICRO System Pflanze-Mikroorganismen
3. Programmbereich
QUALITY Pflanzenqualität und Ernährungssicherheit
4. Programmbereich
HORTSYS Gartenbausysteme der Zukunft
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.

KOOPERATIONSPARTNER

NAME
Standort
Land
Leibniz-Institute of Plant Genetics and Crop Plant Research (IPK)
Gatersleben
Deutschland
Leibniz-University of Hannover
Hannover
Deutschland
Leibniz-Institute of Plant Biochemistry (IPB)
Halle
Deutschland
Hochschule Weihenstephan-Triesdorf - Institut für Gartenbau
Weihenstephan-Triesdorf
Deutschland
LVG Hannover-Ahlem
Hannover
Deutschland
University of Nijmegen
Nijmegen
Niederlande
University of Fribourg
Fribourg
Schweiz
University of Gent
Gent
Belgien
Nottingham University
Nottingham
Großbritanien
Maseno University
Maseno
Kenya
Klemm+Sohn GmbH u. Co KG
Stuttgart
Deutschland
Tobias Dümmen Jungpflanzen GmbH & Co. KG
Rheinberg
Deutschland
Willi Endisch GbR
Hagenbach
Deutschland
Kientzler GmbH & Co. KG Jungpflanzenbetriebe
Gensingen
Deutschland
Selecta Klemm GmbH & Co KG
Stuttgart
Deutschland

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

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