Koordinationsfonds

• Antragstellerin: Professorin Eva Holtgrewe-Stukenbrock, Ph.D.
• Fachliche Zuordnung: Organismische Interaktionen, chemische Ökologie und Mikrobiome pflanzlicher Systeme ; Pflanzenphysiologie
• Förderung: Förderung seit 2024
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 515385982

Pflanzen verfügen über dynamische Möglichkeiten, um diverse Kombinationen von abiotischem und biotischem Stress zu bewältigen. Studien an Modellpflanzen haben ausführlich dokumentiert, welche molekularen, physiologischen und morphologischen Antworten sich als Reaktion auf einzelne abiotische oder biotische Stressoren verschiedenster Qualitäten ergeben. Die Mechanismen, mit denen Pflanzen kombinierte Stressoren akkommodieren und integrieren, sind jedoch nur teilweise verstanden. Zudem ist das Bewusstsein für die Bedeutung von diversen Mikrobiota in der pflanzlichen Stresstoleranz gewachsen, die molekularen und physiologischen Zusammenhänge sind jedoch noch weitgehend unbekannt. Molekulare Komponenten pflanzlicher Stressreaktionen, die an der Regulation abiotischer und biotischer Stressreaktionen beteiligt sind, sind häufig überlappend. Diese Überlappungen könnten dazu beitragen, dass Reaktionen auf gleichzeitig auftretende abiotische und biotische Stressoren effizienter verarbeitet werden. Eine solche Co-Regulation ist wahrscheinlich essenziell um die optimale Verteilung von Ressourcen zu steuern und Konkurrenz um Ressourcen zwischen Stressreaktionen zu minimieren. Es ist zu erwarten, dass die Co-Regulation von Stressreaktionen adaptiv ist. Pflanzen, die anspruchsvolle Habitate besiedeln, sollten also spezialisierte Reaktionen auf bestimmte Stresskombinationen evolviert haben, um die Investition in Wachstum und Resistenz zu optimieren. Die zunehmenden Auswirkungen des globalen Wandels auf unsere Ökosysteme erfordern ein umfassendes Verständnis der Interaktion von biotischen und abiotischen Stressreaktionen. Die Charakterisierung von pflanzlichen Mechanismen und Anpassungen zur Bewältigung von kombiniertem abiotischem und biotischem Stress, steht im Mittelpunkt dieser Forschergruppeninitiative. Wir möchten einen integrativen Rahmen zur Charakterisierung pflanzlicher Stressreaktionen im Lichte der Molekularbiologie, Physiologie, Ökologie und Evolution schaffen. Unsere Forschungsstrategie ist einzigartig, da wir Informationen von fünf Pflanzenarten, um konservierte und nicht konservierte Strategien der Stressbewältigung zu identifizieren. Unsere konkreten Ziele sind, (i) die Reaktionen auf kombinierten Stress in fünf Pflanzenarten zu charakterisieren und vergleichen, (ii) Mechanismen zu identifizieren, durch welche die ROS-Signalübertragung und -Homöostase unter kombiniertem Stress reguliert werden, (iii) Mechanismen zu identifizieren, mit denen Pflanzen auf die räumliche und zeitliche Variabilität von kombiniertem Stress über ökologische und evolutionäre Zeitskalen reagieren, und (iv) die Rolle und Robustheit von biotischen Interaktionen bei der abiotischen Stresstoleranz zu charakterisieren. Zusammenfassend möchten wir das Wissen über die Struktur, Evolution und den Grad der Konservierung pflanzlicher Reaktionen auf kombinierten abiotischen und biotischen Stress erweitern.

• DFG-Verfahren: Forschungsgruppen
• Teilprojekt zu: FOR 5640: Physiologische und Evolutionäre Anpassung von Pflanzen an Zusammenwirkende Abiotische und Biotische Faktoren