Pflanzen gehen Symbiosen mit Pilzen und Bakterien ein, welche das Innere der Wurzel besiedeln. Rund 80 Prozent der Landpflanzen beherbergen beispielsweise arbuskuläre Mycorrhizapilze – Pilze, die in einem verzweigten Netzwerk aus fadenförmigen Strukturen, den sogenannten Hyphen, Nährstoffe aus dem Boden direkt in die Pflanzenwurzeln hinein transportieren. Damit verbessern sie die pflanzliche Nährstoffaufnahme und erhalten im Gegenzug Zucker und Fette, die mit Hilfe der Photosynthese aus CO2 von der Pflanze hergestellt werden.
Symbiose der Pflanzen mit Pilzen und Bakterien
Ein weiteres Beispiel für die Symbiose mit Pilzen liefern viele Bäume in temperierten und kälteren Klimazonen, die mit den sogenannten Ektomykorrhiza Pilzen Symbiosen eingehen. Die Pilze bringen essbare Fruchtkörper hervor und sind nur in Symbiose mit bestimmten Baumarten zu finden (z. B. Trüffel mit Eiche und Hasel).
Ein Beispiel für die Symbiose mit Bakterien liefert eine kleine Gruppe von Pflanzen, beispielsweise die Hülsenfrüchte, die Symbiosen mit Stickstoff-fixierenden Bakterien eingehen. Diese Bakterien leben in Wurzelknöllchen, welche während der Besiedlung der Wurzel gebildet werden. Die Stickstoff Fixierung in ihren Wurzeln macht Pflanzen von Stickstoff im Boden oder von Stickstoff Dünger unabhängig.
Entschlüsselung der Funktionsweisen dieser Symbiosen
Auch wenn die Symbiosen im Boden schwer zugänglich sind erlauben es moderne molekularbiologische Methoden, die präzisen Funktionsweisen dieser Symbiosen zu entschlüsseln. Vieles ist noch unbekannt, aber es wurden schon bedeutende Fortschritte im Verständnis dieser Symbiosen erzielt, zum Beispiel wie symbiontische Pilze oder Bakterien mit ihren Wirtspflanzen über chemische Verbindungen kommunizieren, oder wie Nährstoffe ausgetauscht werden.
Forschung für eine nachhaltige Landwirtschaft
In ihrem Vortrag wird Prof. Caroline Gutjahr einen Einblick in die faszinierende Welt der Wurzelsymbiosen geben. Sie erklärt, wie man das Funktionieren dieser Symbiosen erforschen kann und welches Potential sie haben, beispielsweise um in einer nachhaltigen Landwirtschaft weniger Kunstdünger verwenden zu müssen.
Nach dem Vortrag sind alle Interessierten eingeladen, ihre Fragen über die Chatfunktion per Zoom an die Referentin zu stellen. Moderiert wird die Fragerunde von TUM-Professor Philipp Benz.
Vortragstermin:
Montag, 31. Januar 2022, 19.00 Uhr
online live über Zoom
Über die Referentin:
Prof. Gutjahr untersucht molekulare Mechanismen, welche die Ausbildung und Funktion einer Symbiose (arbuskuläre Mykorrhiza) zwischen Pflanzen und nützlichen Bodenpilzen bestimmen. Die Forschungsarbeiten konzentrieren sich besonders auf die Rolle von Pflanzenhormonen und transkriptionellen Netzwerken in der Ausbildung der Symbiose. Der Pilz kann Ernährung und Stressresistenz von Pflanzen verbessern und weckt daher zunehmendes Interesse für die Anwendung in nachhaltiger Landwirtschaft. Prof. Gutjahr verfolgt daher auch genetische Ansätze, welche die Züchtung von Mykorrhiza-optimierten Nutzpflanzen zum Ziel haben.
Prof. Gutjahr studierte Biologie an den Universitäten Freiburg und Aberdeen. Darauf folgte ein einjähriger Forschungsaufenthalt an der Universität Turin und die Promotionsarbeit an den Universitäten Genf und Lausanne. Nach einer kurzen Postdoc Phase in Lausanne ging sie als Forschungsgruppenleiterin an die LMU München. Von 2015 wird bis 2021 wurde sie durch das Emmy Noether Programm der DFG gefördert und hat 2017 einen ERC starting grant eingeworben. Seit September 2017 ist Prof. Gutjahr Professorin für Pflanzengenetik an der TUM.
Über die Reihe:
Die Vortragsreihe „TUM@Freising – Wissenschaft erklärt für ALLE“ wird von der Technischen Universität München gemeinsam mit der Stadt Freising organisiert. In regelmäßigen Abständen stellt die TUM School of Life Sciences ihre Forschung in Form eines für Laien interessanten Vortrags vor. Eine anschließende Diskussion mit dem Publikum ist nach jedem Vortrag ausdrücklich erwünscht. Die Vortragsreihe soll den Freisinger Bürgerinnen und Bürger einen direkten Zugang zur wissenschaftlichen Arbeit am Campus Weihenstephan ermöglichen und bietet den Wissenschaftlerinnen öffentlichen Input für ihre Forschungsarbeiten.
Redaktion:
Susanne Neumann
TUM School of Life Sciences
Presse- und Öffentlichkeitsarbeit
Wissenschaftlicher Kontakt:
Prof. Dr. Caroline Gutjahr
TUM School of Life Sciences
Professur für Pflanzengenetik
Tel. +49 8161 71 2680
caroline(at)gutjahr.tum.de