Biotechnologie

Während die Biotechnologie bis zu den Anfängen der Geschichte des modernen Menschen zurückreicht, begann die moderne Pflanzenbiotechnologie vor etwa 60 Jahren mit der Zell- und Gewebekultur und wird heute hauptsächlich mit der Übertragung von fremden Genen in Pflanzen, auch als „grüne Gentechnik“ bezeichnet, und mit der Genomeditierung, dem zielgenauen Einfügen oder Umschreiben der DNA, assoziiert. Die erste Generation von gentechnisch veränderten (transgenen) Pflanzen zielte auf die Optimierung der Integration und Expression von wirtschaftlich wichtigen Merkmalen wie Herbizid- und Insektenresistenz, sowie Wuchseigenschaften ab. Mit der zweiten und dritten Generation werden aktuelle ökologische und umweltpolitische Themen, wie Ressourcenverfügbarkeit, Klimawandel und Rohölsubstitution, aufgegriffen. Neue Entwicklungen wie die Molekulare Biotechnologie und Genomeditierung bieten Perspektiven für eine effizientere Züchtung von Nutzgehölzen („Next Generation“ Pflanzenbiotechnologie).

Ausgewählte Projekte:

• TreeHarm
• Prägung
• Biosicherheit bei transgenen Bäumen
• Activation tagging

Ansprechpartner: Matthias Fladung

Bioinformatik

Moderne Hochdurchsatzsequenzierungen liefern eine außerordentlich große Menge an Genom- und Transkriptomdaten, die bioinformatisch ausgewertet werden müssen. Diese Auswertungen tragen dazu bei, verschiedene Fragestellungen innerhalb der funktionellen Genomforschung zu beantworten und diagnostische Marker zu entwickeln. Ein wichtiges Instrument hierbei ist die genomweite Detektion und der Vergleich genetischer Varianten, insbesondere von SNPs in phänotypisierten Individuen. Für die Entwicklung genetischer Marker zur Artdifferenzierung werden komplette Chloroplasten- und Mitochondriengenome verglichen, die für einige Baumarten neu assembliert und annotiert werden. Zur Unterstützung der Forschung im Institut werden wissenschaftliche Datenbanken und bioinformatische Tools entwickelt.

Ausgewählte Projekte:

• Eichenabwehr
• Holz-DNA Barcoding
• Datenbankentwicklung

Ansprechpartnerin: Birgit Kersten

Natürliche genetische Variation

Mutationen und die daraus resultierende natürliche genetische Variation sind die Grundlage der Evolution, der Domestizierung und der Züchtung. Natürliche Genvarianten bergen ein enormes Potential für die Land- und Forstwirtschaft. Beispielsweise können natürliche Resistenzen zum Erhalt von Baumarten beitragen, die von eingeschleppten Schädlingen oder Pathogenen bedroht sind, so wie die Esche vom Eschentriebsterben. Dafür benötigen wir allerdings ein genaues Verständnis der zugrundeliegenden Genetik. Die molekulargenetische Untersuchung von evolutionär wichtigen Merkmalen (z.B. Zweihäusigkeit) kann außerdem grundlegende biologische Prozesse aufklären und damit ebenfalls wertvolle Informationen für die forstliche Praxis zur Verfügung stellen.

Ausgewählte Projekte:

• Pappel Diözie
• FraxGen
• Buchengenomik

Ansprechpartner: Niels A. Müller

Genetische Technologien

Die Methoden zur Genomeditierung, wie CRISPR/Cas, sind in Kulturpflanzen maßgeblich entwickelt worden. Für die Anwendung in unterschiedlichen Baumarten sind Weiterentwicklungen notwendig, die insbesondere zur Erforschung der Trockenstresstoleranz von Bäumen eingesetzt werden sollen.

Weitere Informationen auf der Gruppenseite.

Ansprechpartner: Tobias Brügmann