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EXC 2048:  Exzellenzcluster für Pflanzenwissenschaften CEPLAS – SMARTe Pflanzen in dynamischen Umwelten

Fachliche Zuordnung Pflanzenwissenschaften
Grundlagen der Biologie und Medizin
Mikrobiologie, Virologie und Immunologie
Förderung Förderung seit 2019
Projektkennung Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 390686111
 
Der Klimawandel und die Verknappung natürlicher Ressourcen gefährden die globale Ernährungssicherheit und die natürlichen Ökosysteme. CEPLAS begegnet diesen Herausforderungen durch Grundlagenforschung zu komplexen Eigenschaften von Pflanzen und ihrer Mikrobiota (Holobionten), die die Anpassung an begrenzte Ressourcen und Umweltveränderungen beeinflussen. Diese Erkenntnisse bilden die wissenschaftliche Grundlage für die Vorhersage und gezielte Veränderungen von Pflanzenmerkmalen und Entwicklung SMARTer Pflanzen mit neuartigen Eigenschaften und verbesserter Umweltanpassung. CEPLAS hat durch innovative Forschung komplexe Merkmale in Einzelmodule zerlegt und molekulare Mechanismen der Pflanzenentwicklung, des Stoffwechsels und der Pflanzen-Mikrobiota-Interaktionen identifiziert. Diese Fortschritte haben CEPLAS in zwei Förderphasen zu einem international anerkannten Zentrum für Pflanzen- und Mikrobiota-Forschung gemacht. In der nächsten Förderphase wollen wir von der Erforschung einzelner Merkmalsmodule zu Vorhersagen ganzer Merkmalskomplexe und deren Steuerung durch Umwelteinflüsse übergehen. Dafür untersuchen wir die molekularen Grundlagen der pflanzlichen Akklimatisierung und evolutionären Anpassung sowie die Integration komplexer Merkmale durch molekulare Signale und Ressourcenverteilung. Unser Forschungsprogramm gliedert sich in fünf komplementäre Bereiche (RAs). RA1 untersucht, wie die Integration von Entwicklung und Stoffwechsel durch dynamische Umwelten moduliert wird und Akklimatisierung und evolutionäre Anpassung beeinflusst. RA2 entwickelt ein mechanistisches Verständnis der intermikrobiellen und Pflanzen-Mikroben-Interaktionen und deren Einfluss auf Resilienz und Ressourceneffizienz. RA3 nutzt synthetische Rekonstruktionsstrategien, um ein quantitative-mechanistisches Verständnis von Genotyp-Merkmal-Beziehungen zu erarbeiten. RA4 dient als Synthesezentrum zur Integration und Interpretation heterogener Daten und entwickelt Ansätze zur kausalen Verknüpfung von genomischer Variation, molekularen Netzwerken und komplexen Merkmalen. RA5 wird Erkenntnisse aus RA1-RA4 nutzen, um Prototypen SMARTer Pflanzen zu entwickeln, die Leistung und Ressourcennutzung durch neue Merkmalskombinationen und Akklimatisierungsreaktionen optimieren. Als führendes pflanzenwissenschaftliches Zentrum vereint CEPLAS die Ressourcen der Universitäten Düsseldorf und Köln, des Max-Planck-Instituts für Pflanzenzüchtungsforschung, des Forschungszentrums Jülich und des Leibniz-Instituts für Pflanzengenetik und Kulturpflanzenforschung. Wir entwickeln neue Konzepte für die Ausbildung von Nachwuchswissenschaftler*innen in experimenteller und theoretischer Pflanzen- und Mikrobiologie, maßgeschneidert für verschiedene Karrierestufen und Karriereziele. Zudem engagiert sich CEPLAS in der Öffentlichkeitsarbeit, etwa durch Citizen Science-Projekte, fördert den Technologietransfer und möchte als wichtiger Berater von Entscheidungsträgern dienen.
DFG-Verfahren Exzellenzcluster (ExStra)
Antragstellende Institution Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf
Mitantragstellende Institution Universität zu Köln
 
 

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