Steuerung von Entwicklung und Wachstum in gartenbaulichen Kulturen (2. Förderphase)
Kurzbeschreibung
Erforschung der Steuerung der Adventivwurzelbildung in Stecklingen und der weiteren vegetativen Entwicklung
Ziele und Vorgaben
Angesichts des notwendigen Klimaschutzes und der notwendigen ökologisch nachhaltigen Pflanzenproduktion steht der Produktionsgartenbau insbesondere in Gewächshäusern vor großen Herausforderungen. Bei erwarteter hoher Qualität und ausreichender Menge an Produkten müssen diese zunehmend klimaschonend und ökologisch nachhaltig produziert werden. Dies erfordert ein besseres Funktionsverständnis des Systems Umwelt-Pflanze, so dass Ressourcen wie z.B. Heiz- und Lichtenergie zeitlich, lokal und in ihrer Qualität (z.B. bezüglich des Lichtspektrums) zielgerichteter eingesetzt werden können.
Durch Kombination von Methoden der Molekularbiologie, der Pflanzenphysiologie und der Biochemie sollen an den Kulturen Petunie und Hortensie wichtige molekulare Schaltstellen und phytohormonelle Regulationsprinzipien identifiziert werden, welche die Pflanzenentwicklung steuern. So sollen Möglichkeiten aufgezeigt werden, wie diese Prozesse über geeignete Pflanzenbehandlungen optimiert werden können. Der Fokus des Projektes liegt dabei zunächst auf der Adventivwurzelbildung als Kernprozess der vegetativen Vermehrung.
Innovationsansatz
Moderne Methoden der molekularen Pflanzenphysiologie (Analyse endogener Phytohormone, Transkriptomanalysen, Agrobakterien-vermittelte Transformation, CRISPR/Cas-basierte Mutagenese) werden kombiniert und auf gartenbauliche Probleme ausgerichtet.
Aufgabenfelder
Die Arbeiten untergliedern sich in folgende Aufgabenfelder
- Die funktionale Analyse der phytohormonellen Steuerung der Adventivwurzelbildung und weiterer Entwicklungsprozesse in Petunie und Hortensie unter dem Einfluss von für den nachhaltigen Anbau relevanten Umweltfaktoren
- Die Untersuchung der molekularen Steuerung des Entwicklungsphasenwechsels von Hortensie unter Betrachtung spezifischer microRNAs und davon regulierten Transkriptionsfaktoren sowie deren Anbindung an die Phytohormonsignalketten
- Optimierung der vegetativen Vermehrung der Hortensie unter Berücksichtigung der sich wandelnden Erfordernisse der gartenbaulichen Praxis
Wissenschaftlicher Beitrag
Die Resultate der Arbeiten sollen das Verständnis der endogenen Steuerung der Adventivwurzelbildung erweitern. Sie sollen Grundlagen für eine gezielte Justierung der endogenen Signalketten und Lenkung der Nährstoffflüsse in Stecklingen schaffen, sodass Ausfälle in der Vermehrung vermieden und der Einsatz von Ressourcen und chemischen Wachstumsregulatoren reduziert werden kann. Die neuen Erkenntnisse sollen in moderne Produktionsverfahren einfließen, die z.B. unabhängig von chemischen Wachstumsregulatoren wie Bewurzelungsmitteln und weniger energieintensiv sind. Des Weiteren sollen die Ergebnisse die Entwicklung neuer, auf RNA-Marker basierende Kontrollinstrumente für ein Prozessmonitoring ermöglichen.
