Kommende Veranstaltungen

Forschungsgruppen Workshop 4.-6. November 2024 im Helmholtz München

Workshop zu phänotypischer Plastizität und Chemodiversität

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Referenten, Titel und Kurzzusammenfassungen:

Prof. Dr. Hannah Schneider – Leibniz-Institut für Pflanzengenetik und Kulturpflanzenforschung, Gatersleben

Sollte Wurzelplastizität ein Ziel der Pflanzenzucht sein?

Wurzelsysteme von Pflanzen weisen eine breite Palette phänotypischer Plastizität in anatomischen und architektonischen Merkmalen auf. Die Wurzelplastizität bei Nährstoff- und Wassermangel wird ebenso erörtert wie ihr Potenzial zur Verbesserung der Pflanzenleistung und des Ertrags. Darüber hinaus wird die Machbarkeit der Einbeziehung der Merkmalsplastizität in Pflanzenzuchtprogramme erörtert.

Prof. Dr. James Blande – Universität Ostfinnland, Joensuu Kuopio, Finnland

Durch flüchtige Stoffe vermittelte Pflanzen-Pflanzen-Interaktionen bei Waldkiefern: Plastizität der Pflanzenreaktionen auf chemische Reize

Der weit verbreitete Nadelbaum Pinus sylvestris (Waldkiefer) kann auf von Pflanzenfressern verursachte flüchtige Stoffe reagieren, die von Artgenossen abgegeben werden. Zu den Reaktionen gehören eine Steigerung der Photosynthese, eine erhöhte Emission flüchtiger organischer Verbindungen und eine erhöhte Resistenz gegen stammfressende Rüsselkäfer. Da durch Pflanzenfresser induzierte flüchtige Mischungen über Raum und Zeit oxidiert und verändert werden, ändern sich die Reaktionen der Empfängerpflanzen entsprechend. Die Bedeutung dieser Plastizität wird in diesem Vortrag erörtert.

Moritz Popp MSc – Helmholtz München, Neuherberg

Chemische Diversität in Pappeln auf verschiedenen Ebenen verstehen

Pappeln (Populus spp.) weisen auf verschiedenen Ebenen innerhalb und zwischen Bäumen unterschiedliche chemische Profile auf, die durch das Genom und Umwelteinflüsse beeinflusst werden. In diesem Vortrag wird untersucht, wie diese chemischen Profile geformt werden und wie sich die Pappelchemie wiederum auf Ökosysteme auswirkt. Ziel ist es, durch die Untersuchung dieser mehrstufigen Wechselwirkungen Erkenntnisse zur Interpretation der Komplexität der chemischen Vielfalt in Pappeln zu gewinnen.
 

Dr. Dominik Ziaja – Universität Bielefeld, Bielefeld

Mehrere Ebenen der Chemodiversität und ihre Auswirkungen auf Tanacetum vulgare

Tanacetum vulgare weist eine außerordentlich hohe Vielfalt an Terpenen auf, die als flüchtige und gespeicherte Verbindungen ökologische Interaktionen vermitteln. Dieser Vortrag konzentriert sich darauf, wie sich die intraspezifische Chemodiversität auf der Ebene der einzelnen Pflanzen und Parzellen bei T. vulgare unterscheidet und wie diese Ebenen die ökologischen Interaktionen der Pflanzen beeinflussen.

Kruthika Aragam MSc – Universität Hohenheim, Stuttgart

Potenzielle Treiber der Chemodiversität bei Solanum dulcamara

Mein Projekt umfasst die Untersuchung, wie sich die phytochemische Variation in natürlichen Pflanzenpopulationen auf (a)biotische Faktoren bei Solanum dulcamara auswirkt. Obwohl die phytochemische Vielfalt eine wichtige Dimension der Biodiversität ist, ist die Existenzberechtigung der phytochemischen Vielfalt immer noch Gegenstand von Debatten. Daher möchte ich die intraspezifische Variation der chemischen Zusammensetzung von Pflanzen entwirren, die vermutlich durch die Anpassung an (a)biotische Faktoren verursacht wird, die sich räumlich und zeitlich ändern.

Dr. Maximilian Hanusch – Universität Marburg, Marburg

Chemodiversität als Teil des räumlichen und wirtschaftlichen Spektrums pflanzlicher Merkmale

Wir untersuchen, wie biotische und abiotische Faktoren die Chemodiversität beeinflussen und wie sich die Chemodiversität innerhalb des pflanzenwirtschaftlichen Spektrums ausrichtet. Anhand empirischer Daten quantifizieren wir Veränderungen der Chemodiversität als Reaktion auf Herbivorie und Dürre sowie Korrelationen mit morphologischen Pflanzenmerkmalen.

Prof. Dr. Dorothea Tholl – Virginia Tech, Blacksburg (VA), USA

Erzeugung von Terpendiversität in Pflanzen und darüber hinaus

Insbesondere spezialisierte Metaboliten und Terpen-Naturprodukte stellen eine enorme chemische Vielfalt dar, die Pflanzen und anderen Organismen bei ihren Interaktionen mit der biotischen und abiotischen Umwelt zugutekommt. Ich werde verschiedene Mechanismen diskutieren, wie Pflanzen strukturelle Terpendiversität von gen- bis hin zu gewebespezifischen Skalen erzeugen. Ich werde diese Mechanismen zwischen verschiedenen Reichen des Lebens weiter vergleichen und dabei insbesondere auf aktuelle Studien zum Terpenstoffwechsel bei Tieren eingehen.

Prof. Dr. Riikka Rinnan – Universität Kopenhagen, Kopenhagen, Dänemark

Pflanzenflüchtige Stoffe in der sich verändernden Arktis

In den arktischen Gebieten kommt es zu einer verstärkten Klimaerwärmung, die zu Veränderungen der Vegetationszusammensetzung, zum Auftauen des Permafrosts und zu zunehmendem Stress durch Insektenfresser führt. Diese damit einhergehenden biotischen und abiotischen Veränderungen haben starke direkte und indirekte Auswirkungen auf die Produktion und Emission flüchtiger organischer Verbindungen (VOCs) in arktischen Ökosystemen. Ich stelle unsere jüngsten Ergebnisse aus experimentellen Studien vor, die zeigen, wie die Menge und Vielfalt der VOC-Emissionen in Ökosystemen in hohen Breiten auf die anhaltenden Veränderungen reagieren.

Frans Thon MSc – Universität Bielefeld, Bielefeld

Entstehung und Erhaltung der Chemodiversität: Verbindung von Theorie und Praxis

Dieser Vortrag gibt einen Überblick über die Hypothesen, die die evolutionären Prozesse erklären sollen, die der Entstehung und Erhaltung der Chemodiversität zugrunde liegen. Anschließend zeige ich, wie mein Modell diese Hypothesen untersuchen kann, und erkläre, wie die Ergebnisse der ersten Phase zu einem „virtuellen Tanacetum“ beigetragen haben und zur Schaffung eines „virtuellen Solanums“ verwendet werden.

Asst. Prof. Dr. Benjamin Delory – Universität Utrecht, Utrecht, Niederlande

Vermittelt die Chemodiversität des Bodens die Wechselwirkungen zwischen Pflanzen und Boden? – Erste Erkenntnisse aus einem Rückkopplungsexperiment zwischen Pflanzen und Boden

Bisher wurde die Rolle organischer chemischer Verbindungen im Boden und ihre Auswirkungen auf die Rückkopplungsmechanismen zwischen Pflanzen und Boden weitgehend übersehen. Angesichts der ökologischen Bedeutung unterirdischer chemischer Wechselwirkungen zwischen Pflanzen und Bodenorganismen ist ein besseres Verständnis dieser chemischen Hinterlassenschaften des Bodens innerhalb der Gemeinschaftsökologie erforderlich. Dieser Vortrag wird Daten aus einem (eher ungewöhnlichen) Pflanzen-Boden-Feedback-Experiment nutzen, um die Zusammenhänge zwischen Pflanzenmerkmalen und Bodenchemodiversität aufzuklären. Darüber hinaus wird die mögliche Rolle der Bodenchemodiversität bei der Vermittlung von Pflanzen-Boden-Interaktionen untersucht.

Prof. Dr. Thomas Nägele – Ludwigs-Maximilians-Universität, München

Plastizität des pflanzlichen Primärstoffwechsels und seine Rolle bei der Kälteakklimatisierung

Der Primärstoffwechsel spielt eine zentrale Rolle bei der Kälteakklimatisierung von Pflanzen. Regulierung und Auswirkungen seiner Plastizität sind jedoch kaum verstanden. Hier wird die metabolische Plastizität von Pflanzen im Kontext von Kälteakklimatisierung und Anpassungsstrategien diskutiert. Es wird eine Toolbox zur funktionellen Datenintegration vorgestellt, die die Identifizierung von Regulierungsstrategien aus experimentellen Hochdurchsatzstudien unterstützt.

Dr. Xue Xiao – Universität Bielefeld, Bielefeld

Die Rolle der intraspezifischen Chemodiversität: einzelne und kombinierte Belastungen

Vorstellung eines Experiments, das die phänotypische Plastizität der Chemodiversität genauer untersucht, insbesondere als Reaktion auf abiotische (Dürre) und biotische Herausforderungen (Pflanzenfresser) allein und in Kombination, um kritische, aktuelle Fragen zu Reaktionen auf den Klimawandel besser beantworten zu können.

Dr. Elisabeth Georgii – Helmholtz München, Neuherberg

KI trifft Omics: datengesteuerte Entdeckungen ermöglichen

Dieser Vortrag soll einige praktische Hinweise zur angewandten KI geben. Mögliche Herausforderungen und Lösungen im Umgang mit realen Daten werden anhand von Transkriptommessungen von Pflanzen und weiteren Omics-Beispielen veranschaulicht. Um die Bedeutung des gesamten Lebenszyklus der Datenwissenschaft hervorzuheben, werden neben maschinellem Lernen und Deep-Learning-Methoden für den Omics-Bereich auch Vorverarbeitungs- und Erklärbarkeitstechniken behandelt.