Forschung in der Nachwuchsgruppe Lichtphysiologie

Unser Forschungsschwerpunkt liegt auf den lichtinduzierten physiologischen Reaktionen wie der Photosynthese, Stomatalregulation, Fotoakklimatisierung und Morphogenese. Wir untersuchen auch die Wechselwirkungen zwischen Licht und anderen abiotischen Faktoren und entschlüsseln diese Wechselwirkungen mit Hilfe mechanistischer Modelle. Unsere Forschungsaktivitäten kombinieren das physiologische Verständnis von Pflanzen, empirische Experimente und virtuelle Berechnungssimulationen.

PHOTOSYNTHETISCHE ANPASSUNGSFÄHIGKEIT

Wie Pflanzen ihre photosynthetische Stickstoffverteilung im Bestand optimieren, ist noch nicht ausreichend erforscht, obwohl in den letzten drei Jahrzehnten eine Vielzahl experimenteller und theoretischer Versuche unternommen wurden. Wir untersuchen die sehr heterogene Lichtverteilung und -schwankung innerhalb des Bestandes sowie die Temperatureffekte auf den ontogenetischen Status. Wir erforschen, welche Strategien und Mechanismen der photosynthetischen Akklimatisierung von Blättern zur Optimierung der Stickstoffnutzung ganzer Pflanzen führen.

ERTRAGSSTABILITÄT VON WINTERWEIZEN

Die Ertragsstabilität ist ein sehr wichtiges Merkmal für die Sortenwahl der Landwirte. Die Stabilität einer Sorte kann definiert werden als die Fähigkeit dieser Sorte, im Vergleich zu anderen Sorten unter verschiedenen Umweltbedingungen konstant gut zu funktionieren. Unser Wissen über die genetischen Kontrollen und ökophysiologischen Mechanismen, die zu einer Ertragsstabilität führen, ist noch sehr begrenzt. Neuere Studien deuten darauf hin, dass die Entwicklung des Bestandes während der vegetativen Phase des Winterweizens für die Ertragsstabilität verantwortlich sein könnte. In diesem Projekt interessieren wir uns für die Auswirkungen von Kohlenstoff- und Stickstoffspeicherung während der vegetativen Phase auf die Ertragsstabilität.

PFLANZEN IN SILICO

Physiologische Funktionen von Pflanzen reagieren auf Umweltfaktoren in verschiedenen Größenordnungen. Wenn die gesamten Systeme, vom zellulären bis zum ganzen Bestand, nicht berücksichtigt werden, können Schlussfolgerungen aus Experimenten im gesamten System unzuverlässig sein. Computersimulationen (in silico) sind leistungsstarke Werkzeuge in der modernen Pflanzenwissenschaft, um ein Systemverständnis der Pflanzenfunktionen zu erlangen. Wir sind daran interessiert, mit Hilfe von Computermodellen das physiologische Phänomen zu erklären und vorherzusagen, was für den Experimentalbiologen nicht möglich ist.