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EXC 1028:  Exzellenzcluster für Pflanzenwissenschaften - Von komplexen Eigenschaften zu synthetischen Modulen

Fachliche Zuordnung Pflanzenwissenschaften
Förderung Förderung von 2012 bis 2018
Projektkennung Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 194465578
 
Erstellungsjahr 2019

Zusammenfassung der Projektergebnisse

Pflanzen und Algen ermöglichen das Leben auf der Erde durch die Umwandlung von Sonnenenergie, Wasser und CO2 in chemische Energie. Vor allem Nutzpflanzen stellen die Grundlage der menschlichen Zivilisationen dar. Die Anbauflächen werden jedoch knapper, Ressourcen wie Wasser und Dünger sind endlich. Die Folgen des menschengemachten Klimawandels und einer stetig wachsenden Weltbevölkerung stellen eine große Herausforderung für die Ernährungssicherung dar. Diese verlangen innovative Strategien für eine nachhaltige Pflanzenproduktion, die auf einem Verständnis darüber basieren, wie Pflanzen sich an ihre Umwelt anpassen und mit umweltbedingten Einschränkungen zurechtkommen. Die Antworten auf diese Fragen liegen in der natürlichen und künstlich herbeigeführten genetischen Variation die es Pflanzen und ihren Mikroben ermöglicht, beinahe alle Lebensräume der Erde zu besiedeln. Das Ziel des Exzellenzclusters für Pflanzenwissenschaften CEPLAS war, diese Information für vier komplexe Pflanzenmerkmale, die entscheidend für ein ressourcen-effizientes Wachstum sind, zu entschlüsseln: (A) Ein- und Mehrjährigkeit, (B) C4 Photosynthese, (C) Molekulare und (D) Stoffwechselbedingte Interkationen zwischen Pflanzen und Mikroben. CEPLAS I brachte die wissenschaftlichen Fähigkeiten der Region Köln-Düsseldorf in einem einzigartigen, interdisziplinären Konsortium aus experimentellen und theoretischen Biolog*innen zusammen. Durch die Nutzung quantitativer Genetik und Genomik, computerbasierter Modellierung und pflanzlicher Biochemie sowie von Methoden der Sequenzierung und der Kultivierung von Mikroben, konnten die Wissenschaftler*innen die genetischen Mechanismen der Ein- und Mehrjährigkeit, der evolutiven Entwicklung von C3 zu C4 Photosynthese und der komplexen Zusammensetzung des Pflanzen-assoziierten Mikrobioms entschlüsseln. Dabei wurden wichtige Ressourcen geschaffen, wie z.B. eine Bakterienkollektion, die die Mehrheit der mit der Pflanzen assoziierten Bakterien enthält. Der Aufbau personeller Ressourcen beinhaltete die Besetzung von 11 Professuren im Bereich der Pflanzenwissenschaften und Mikrobiologie, sowie der Bioinformatik, der Synthetischen und Theoretischen Biologie. Zwei der Professuren wurden durch Einwerbung renommierter AvH Professuren besetzt. Ein besonderer Erfolg war auch die Einführung des tenure-track Systems für die Besetzung von Nachwuchsprofessuren auf unabhängige Stellen mit definierten Karriereperspektiven. CEPLAS hat ein umfassendes Programm für die Förderung des wissenschaftlichen Nachwuchses aufgebaut, mit einem BSc Studiengang in Quantitativer Biologie, der gemeinsam von den beiden Universitäten angeboten wird, einer Graduiertenschule und einem strukturierten Postdoc-Programm. Darüber hinaus war CEPLAS aktiv in der Öffentlichkeitsarbeit und der politischen Kommunikation, indem eigene Formate der Wissenschaftskommunikation entwickelt wurden, um mit der Gesellschaft sowie relevanten Entscheidungsträgern in Dialog zu treten.

Link zum Abschlussbericht

https://dx.doi.org/10.2314/KXP:1698247036

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