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Lehrstuhl für Biochemie

AG Uwe Sonnewald

Pflanzen-Biochemie und -Biotechnologie

Die AG beschäftigt sich mit anwendungs-orientierter Grundlagenforschung in den Bereichen Pflanzenwachstum und -entwicklung sowie mit Aspekten der Synthetischen Biologie. Pflanzenwachstum wird durch interne und externe Faktorenreguliert, wobei prognostizierte Klimaveränderungen eine große Herausforderung für die Landwirtschaft darstellen. In diesemZusammenhang untersuchen wir molekulare Hintergründe der Anpassung von Pflanzen an Hitze- und Dürreperioden. Um dieProduktivität von Nutzpflanzen wie Kartoffel oder Maniok zu erhöhen verfolgen wir einen biotechnologischen Ansatz zurVerbesserung der Assimilatverteilung und -nutzung. Im Bereich der Synthetischen Biologie versuchen wir neuartigeStoffwechselmodule herzustellen, Mikroreaktoren zu konzipieren und biologisch inspirierte Biomaterialien zu produzieren. EinKernstück dieser Arbeiten stellen intermolekulare, bruchfeste und spezifische Proteinverknüpfungen dar. uwe.sonnewald@fau.de

AG Sophia Sonnewald

Molekulare Physiologie - Transkriptomik

AG Jörg Hofmann

Bioanalytik

BMG Project Frank Ludewig

Cassava Source Sink

AG Max Kraner

Planzen Proteomics

Hochauflösende massenspektrometrische (MS) Analysenkomplexer Proteingemische, ermöglicht den Vergleich vongestressten/mutierten/infizierten Organismen gegenüberKontrollproben. Mithilfe von quantitativen MS-Analysenuntersuchen wir insbesondere die Proteinzusammensetzungvon pflanzlichen Zell-Zell-Verbindungen, den sogenanntenPlasmodesmata (PD). Über PD tauschen pflanzliche ZellenSignalmoleküle, Erbinformation und Kohlenhydrate aus.Zusätzlich verbreiten sich Pflanzenviren über diesezellwandüberspannenden Strukturen, weswegen es für unsvon besonderem Interesse ist, mehr über ihre regulatorischenKomponenten zu erfahren.In Zusammenarbeit mit anderen Forschungsgruppenuntersuchen wir verschiedene Proteingemische unterschied-licher Herkunft. Unabhängig ob die jeweiligen Proben ur-sprünglich von Menschen, Pflanzen, Bakterien oder Virenstammen, wir analysieren ihre Zusammensetzung um bio-logische Fragestellungen zu beantwortet. max.kraner@fau.de

Zell-Zell-Kommunikation

shotgun Proteomics

AG José María Corral García

Gene Discovery and Molecular Breeding

The aim of our research is the discovery of genes, markers, andsignalling molecules associated to plant traits for improving cropcharacteristics, quality and productivity. Discovery of genes,markers, and signalling molecules associated to plant traits forimproving crop characteristics, quality and productivity. In orderto answer to this demand, we use the latest molecular andbioinformatics technologies for the generation, analysis andintegration of multi-omic data (genome, transcriptome,proteome, metabolome and phenome) in order to disclose thegenetic basis of plant complex traits. jose.m.corral@fau.de

The Cassava Source-Sink (CASS) project brings together computer scientists, plant scientistsand breeders for a better understanding of cassava physiology and biochemistry to achievesustainable increases in cassava yield and thus to ensure sufficient food supply in Sub-SaharanAfrica (SSA). To achieve this goal, we follow a three-pronged strategy mainly based on proof-of-concept studies in other higher plant species including crops with comparable physiologicalbackgrounds.1. Understanding the metabolic processes limiting cassava yield and starch accumulation in

storage roots under optimal growth conditions.2. Exploration of the genetic space of total biomass and starch yield in a range of cassava

genotypes and especially farmer-preferred varieties.3. Engineering source-to-sink relations in transgenic cassava plants to increase total biomass

and starch yield.Our strategy will enable precision breeding, generate and integrate field and laboratory data tosupport selection of high yielding cassava varieties and create high yielding transgenic cassava.

Wir betreiben eine HPLC- und GC-Plattform zur qualitativen undquantitativen Analyse von Biomolekülen. Mit dem Fokus auf pflanzlicheIntermediate des Primär- und Sekundärstoffwechsel bilden wir zumBeispiel das Metabolom ab. In Ergänzung anderer Omicstechnologienwollen wir mit der Metabolomik Einflüsse der Umwelt oder vonMutationen auf Organismen offenlegen oder versuchen Stoffwechsel-wege und bisher unbekannten Genfunktionen zu erschließen. Hierbeiverwenden wir optimierte Extraktionsverfahren sowie Separations- undDetektionstechniken wie z.B. HPLC, RPC, IC, Äkta-FPLC, ESI-TripleQuad-/ Iontrap-MS, GCMS, Amperometrie, Fluoreszenz-/ Dioden-array-Spektrometrie, Mikrotiterplattenreader, UV-/Vis-Photometer. Wirentwickeln passende Analysemethoden und bieten in begrenztemUmfang einen Service für externe Projekte an. joerg.hofmann@fau.de

Das Ziel der Forschungsarbeiten ist die Regulation desSource-Sink-Wechselspiels während pflanzlicherEntwicklungsvorgänge und unter Stressbedingungenwie z.B. Hitze oder Pathogenbefall zu verstehen. Dazuwerden molekularbiologische, biochemische undzellbiologische Techniken angewendet. Im Fokusunserer Arbeiten stehen die Kontrolle der Bildung undDormanz von Kartoffelknollen sowie die Umsteuerungdes pflanzlichen Metabolismus durch pathogeneBakterien. Das bessere Verständnis der zugrundeliegenden Mechanismen soll zu neuen Strategienführen, um die agronomischen Eigenschaften vonKulturpflanzen zu verbessern und Ertragsstabilität vonz.B. Kartoffelpflanzen zu gewährleisten.sophia.sonnewald@fau.de

AG Christian Koch

Phytopathogene Pilze

PR - 1

PR - 2

Wt Vir-49

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Unsere Arbeitsgruppe beschäftigt sich mit derAnalyse phytopathogener Pilze. Der hemibiotrophePilz Colletotrichum higgisianum ist auch in der Lagedie Modellpflanze Arabidopsis thaliana zu infizieren.Deshalb nutzen wir dieses Modellsystem, umVirulenzfaktoren (z.B. Protonenpumpen, Polaritäts-determinanten, Transkriptionsfaktoren u.a.) undextrazelluläre Effektoren des pilzlichen Pathogenszu untersuchen. Ein weiterer Aspekt ist die Analysepflanzlicher Abwehrmechanismen. Bei denUntersuchungen wenden wir die folgendenMethoden an: Mutantenisolierung, Analyse derGenexpression, Chromosomen- und Genom-analysen, Proteinanalysen, MikroskopischeVerfahren, gezielte Herstellung von Mutanten undTransgenen. christian.koch@fau.de