Abteilung Biochemie

Warum riechen einige Pflanzen so streng oder schmecken so schlecht? Pflanzen produzieren viele übel oder beißend riechende, bitter oder scharf schmeckende chemische Verbindungen, was darauf hindeutet, dass sie zur Verteidigung der Pflanzen gegen Herbivoren und Pathogene dienen. Der Nachweis der Bedeutung individueller pflanzlicher Verteidigungsstoffe stellt die Forscher allerdings vor keine leichte Aufgabe. Schließlich gibt es bisher noch keine vollständige Erklärung für die enorme strukturelle Vielfalt potentieller Verteidigungsstoffe sowie deren ungleichmäßige Verteilung in den Pflanzen.

Wir untersuchen in unserer Abteilung die Biosynthese möglicher Pflanzenabwehrverbindungen und deren ökologische Relevanz. Durch Isolierung und Charakterisierung von Genen und Enzymen, die an der Biosynthese der Pflanzenabwehrstoffe beteiligt sind, entwickeln wir Methoden und Techniken zur Manipulation von Abwehr-Phänotypen. Somit lernen wir den Nutzen und auch die  Kosten der Pflanzen bei der Verteidigung zu verstehen. Das spezifische Wissen über die Stoffwechselwege bei der Pflanzenabwehr gibt uns gleichzeitig bedeutende Einsichten in die Steuerung und Evolution der Verteidigung.

Um neue Einsichten in die Ökologie und Evolution der Pflanzenabwehr zu gewinnen, haben wir außerdem begonnen, den Metabolismus von pflanzlichen Abwehrverbindungen in Herbivoren und Pathogenen zu untersuchen. Dieses Wissen um den Stoffwechselweg wird uns dabei helfen, die Effektivität und Wirkungsweise der Pflanzenabwehr sowie die Wirtsspektren der Feinde zu verstehen. Des Weiteren kann die Aufklärung von Entgiftungsreaktionen einschließlich der verantwortlichen Gene und Enzyme viel über die Anpassung der Herbivoren und Pathogene an deren jeweilige Wirtspflanze enthüllen.


Direktor:
Prof. Dr. Jonathan Gershenzon
+49 (0) 3641 57 1300
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Abteilungsassistentin: Angela Schneider
+49 (0) 3641 57 1301
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Projektgruppen in der Abteilung Biochemie

In der Abteilung Biochemie arbeiten neun Projektgruppen, die sich unterschiedlichen Forschungsthemen und unterschiedlichen chemischen Verbindungsklassen widmen. Einige Gruppen untersuchen dabei biosynthetische Stoffwechselwege der Pflanzenabwehr einschließlich deren Regulation und Evolution, andere fokussieren sich auf ökologische Funktionen der Verteidigung zum Schutz vor Schädlingen, während weitere Gruppen den Weg und die Wirkungsweise von Pflanzenabwehr-stoffen in Herbivoren und Pathogenen aufspüren. In den vergangenen Jahren waren die Arbeitsgebiete der Abteilung auf zwei Gruppen von chemischer Pflanzenabwehr aufgeteilt: auf Glucosinolate und Terpenoide. Heute arbeiten wir darüber hinaus auch an phenolischen Verbindungen, Benzoxazinoiden, Alkaloiden und stickstoffhaltigen flüchtigen Stoffen. Projektgruppen

Labor für chemische Analysen

Unser Analytiklabor ist mit modernen Geräten für die chemische Analyse von Pflanzen- und Insektenproben ausgestattet. Dazu gehören mehrere Gaschromatographen mit Massenspektrometern (GC-MS) für die Identifizierung und Quantifizierung von flüchtigen organischen Verbindungen (VOCs), LC-ESI-Triple-Quadrupole Massenspektrometer  (LC-MS/MS) für die hochempfindliche Analyse von primären und sekundären Pflanzenmetaboliten (z.B. Aminosäuren, Zucker, Pflanzenhormone, Prenyldiphosphate) im Hochdurchsatz, ein LC-ESI-Ionenfallenmassenspektrometer für die Identifizierung von unbekannten Substanzen sowie eine Anzahl von HPLC-UV-Systemen zur Quantifizierung bekannter Pflanzenabwehrstoffe (z.B. Glucosinolate, Salicinoide).


Chemieingenieur: Dr. Michael Reichelt
+49 (0) 3641 57 1326
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