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Masterarbeiten

Masterarbeiten am IGPS

GEHÖLZ- UND VERMEHRUNGSPHYSIOLOGIE

Derzeit sind keine Themen ausgeschrieben. Eine Zusammenfassung der aktuellen Forschungsthemen finden Sie bei der Abteilung.

OBSTBAU

  • Konstitution der primären Fruchthaut bei Kernobst (Apfel)

    Das primäre Abschlussgewebe von Früchten wird durch eine Epidermis mit aufgelagerter Kutikula gebildet. Zur Fruchthaut gehören außerdem oft kollenchymatische Hypodermiszellen, die sich in  mehreren Schichten unter der Epidermis befinden. Das Zellwandgerüst von Epi- und Hypodermis ist das mechanische Rückgrat der Fruchthaut. Die Kutikula hingegen gilt als entscheidende Barriere für Wasserdampfaustritt und für die Aufnahme von Wasser und gelösten Stoffen von außen. Kutikuläre Wachse spielen für diese Prozesse eine wichtige Rolle. Sie sind aber auch an der mechanischen Konstitution, d.h. bei der Fixierung von Spannungszuständen beteiligt. Daher werden alle entwicklungs- und umweltbedingten Veränderungen der Fruchthaut und der Kutikula eingehend untersucht.

    • Mechanische Eigenschaften der Fruchthaut, der Kutikula und ihrer Komponenten (Zugversuch)
    • Zellmuster von Epidermis und Hypodermis (Bildanalyse)
    • Kutin- und Wachssynthese im Laufe der Fruchtentwicklung (radioaktive und Stabilisotopen Markierung, sequentielle Extraktion, LSC, MS)
    • Rolle der Wachse bei der Dehnung der Fruchthaut (Wachsextraktion, Relaxationstest)
    • Entwicklung antiklinaler Rippen der Kutikula, Rissbildung und Rissverschluss (Bildanalyse, Interferometrie) 

     

    Die Belegung der einschlägigen Obstbaumodule sowie Interesse an pflanzenphysiologischen und biophysikalischen Fragestellungen wird empfohlen.

    Bei Interesse nehmen Sie bitte Kontakt auf mit Dr. Eckhard Grimm, Dr. Bishnu Khanal oder Prof. Dr. Moritz Knoche.

  • Peridermbildung bei Früchten (Apfel, Birne)

    Das Periderm besteht aus Zellen mit verkorkten Zellwänden und wird  bei Verdickung, beim Abfallen von Organen (Trennschichtbildung) oder nach Verwundung als Abschlussgewebe gebildet. Auf Früchten ersetzt es die ursprüngliche, d.h. primäre Fruchthaut. Dabei wird die Schale rau, was bei glattschaligen Früchten zu einer erheblichen Qualitätsminderung führt. Die Untersuchungen konzentrieren sich auf die Regulation der Peridermbildung, die in der Regel vor dem Versagen und Verlust der primären Fruchthaut einsetzt.

    • Auslösende Faktoren der Peridermbildung (Nässeinduktion)
    • Genaktivierungen und Sequenz der strukturellen Änderungen nach Induktion der Peridermbildung (PCR, Gensonden, Bildanalyse)
    • Mechanische Eigenschaften des Periderms, des Übergangs zwischen Epidermis + Kutikula und Korkzellen (Zugversuch, Relaxationstest)
    • Struktur des Periderms  (Bildanalyse, Interferometrie)

     

    Die Belegung der einschlägigen Obstbaumodule sowie Interesse an pflanzenphysiologischen und biophysikalischen Fragestellungen wird empfohlen.

    Bei Interesse nehmen Sie bitte Kontakt auf mit Dr. Eckhard Grimm, Dr. Bishnu Khanal oder Prof. Dr. Moritz Knoche.

  • Wasserhaushalt weicher Früchte (Erdbeere, Süßkirsche, Pflaume, Banane)

    In der letzten Wachstumsphase akkumulieren weiche Früchte im Fruchtfleisch große Mengen an osmotisch wirksamen Stoffen (Zucker, Zuckeralkohole, Säuren). Gleichzeitig verliert das Xylem als wassertransportierendes Gewebe seine Funktion. Permanente Wasserabgabe erfolgt durch Transpiration. Wasseraufnahme und -abgabe bestimmen die Turgeszenz der Früchte. Daher wird die Dynamik des Wasserpotentials der gesamten Frucht (osmotisches Potential, Turgor) intensiv untersucht.

    • Messung von osmotischen Drücken (Osmometrie, Plasmolyse), Turgor (Pressure Probe Messungen), Transpiration (Wägung, Diffusionszellen) im Laufe der Fruchtentwicklung und unter unterschiedlichen Umweltbedingungen
    • Wasserdampfpermeabilität von Außenschichten (Diffusionszellen, Wägung)
    • Messung der hydraulischen Leitfähigkeit einzelner Fruchtabschnitte (Pressure Probe Messungen)
    • Wasserverteilung in der Frucht (Osmometrie)

     

    Die Belegung der einschlägigen Obstbaumodule sowie Interesse an pflanzenphysiologischen und biophysikalischen Fragestellungen wird empfohlen.

    Bei Interesse nehmen Sie bitte Kontakt auf mit Dr. Eckhard Grimm, Dr. Bishnu Khanal oder Prof. Dr. Moritz Knoche.

  • Bildung von Mikro- und Makrorissen bei weichen Früchten (Erdbeere, Süßkirsche, Pflaume, Johannisbeeren, Wein, Mango)

    Zahlreiche Stein- und Beerenfrüchte platzen nach oberflächlichem Kontakt mit Wasser, wodurch in der obstbaulichen Praxis an vielen Kulturen erhebliche Verluste entstehen. Es werden die Ursachen der Rissbildung und die Rissgenese im Detail untersucht.

    • Quantifizierung und Genese mikroskopischen und makroskopischen Rissen nach variabler Vorgeschichte (submerse Inkubation, Farbstoffinfiltration, Platztest, Videoaufzeichnung)
    • Identifikation des Rissmodus und der beteiligten Zellstrukturen (Elastometer, Mikroskopie)
    • Rolle von Calcium in der Rissgenese (Ca-Vorbehandlungen und Platztest), Calcium-Aufnahme und Calcium-Gehalt von Früchten (radioaktive Markierung, LSC, AAS)
    • Zellkollaps bei Rissverlängerung (Eluatanalysen)
    • Mechanik der Rissbildung (Elastometer)

     

    Die Belegung der einschlägigen Obstbaumodule sowie Interesse an pflanzenphysiologischen und biophysikalischen Fragestellungen wird empfohlen.

    Bei Interesse nehmen Sie bitte Kontakt auf mit Dr. Eckhard Grimm, Dr. Bishnu Khanal oder Prof. Dr. Moritz Knoche.

  • Zellwandeigenschaften von Fruchthaut und Fluchtfleisch (Süßkirsche)

    Mit dem Weichwerden von Früchten kommt es zur Lockerung des Zellwandverbandes. In vielen Fällen werden Pektine der Mittellamelle abgebaut. Zellwände quellen bei Absterben von Protoplasten. Detaillierte Analysen zur Zellwandchemie und zum Quellungsverhalten sollen Aufschluss über die Konstitution der Zellwand in reifenden Früchten liefern.

    • Quellungsverhalten von Zellwänden unter variierenden physikochemischen Bedingungen (Bildanalyse)
    • Isolation von Zellwandfraktionen (chemische Extraktion) und Testung des Quellungsverhaltens der Zellwandfraktionen (Quellungszellen)
    • Identifikation von Zellwandkomponenten mittels Antikörper (Fluoreszenzmikroskopie)
    • Identifikation von Zellwandfraktionen bei Rissbildung  (Fluoreszenzmikroskopie)

     

    Die Belegung der einschlägigen Obstbaumodule sowie Interesse an pflanzenphysiologischen und biophysikalischen Fragestellungen wird empfohlen.

    Bei Interesse nehmen Sie bitte Kontakt auf mit Dr. Eckhard Grimm, Dr. Bishnu Khanal oder Prof. Dr. Moritz Knoche.

  • Ferntransportströme in sich entwickelnde Früchte (Süßkirsche, Erdbeere, Pflaume)

    Photosyntheseprodukte werden als Transportzucker im Phloem, Wasser und darin gelöste Mineralstoffe über das Xylem in Früchte transportiert. Wachstum, Ablagerung von Zuckern (Zuckeralkoholen) und Säuren in Früchten, ihre Versorgung mit Calcium und Kalium und die Turgeszenz wird wesentlich durch die Funktionstüchtigkeit der Ferntransportwege bestimmt.

    • Anteil von Phloem- und Xylemtransport an der Versorgung der Früchte im Laufe der Fruchtentwicklung (Wegaufnehmer, Potometrie)
    • Nachweis der Xylemfunktionalität (Farbstofftranslokation, Potometrie)
    • Anatomische Quantifizierung der Leitbündelanteile im Laufe der Fruchtentwicklung (Bildanalyse)
    • Ferntransport in reife Früchte (= Phloemtransport) unter verschiedenen Umweltbedingungen (Wegaufnehmer)

     

    Die Belegung der einschlägigen Obstbaumodule sowie Interesse an pflanzenphysiologischen und biophysikalischen Fragestellungen wird empfohlen.

    Bei Interesse nehmen Sie bitte Kontakt auf mit Dr. Eckhard Grimm, Dr. Bishnu Khanal oder Prof. Dr. Moritz Knoche.

  • Praxisrelevante Faktoren der Fruchtentwicklung, Ursachenforschung zu Defekten an Früchten

    In der obstbaulichen Praxis werden zuweilen unerwartete Veränderungen an Früchten beobachtet, deren Ursachen nicht ohne weiteres erklärt werden können. Einige dieser Phänomene werden gezielt analysiert, um die mechanistischen Grundlagen von Defekten zu ergründen. Zumeist ergeben sich hieraus in der obstbaulichen Praxis anwendbare Maßnahmen. 

    • Schalenflecken bei Lagerung von Elstar-Äpfeln (Mikroskopie, Bildanalyse, Ascorbinsäure-Bestimmung)
    • Pitting an Süßkirschen (objektspezifische, mechanische Belastungstest)
    • Orangenhaut Symptome bei Lagerung von Süßkirschen (Interferometrie)
    • Faktor Licht bei Entwicklung von rotfleischigen Äpfeln (Bildanalyse)
    • Halswelke bei Pflaumen (Bildanalyse, Osmometrie, Potometrie, mechanische Tests)
    • Water soaking und Platzen bei Erdbeeren
    • Aufreißen der Schale bei Bananen
    • Lichtsteuerung der Fruchtentwicklung bei Tomate und Erdbeere (LED Zusatzlicht)
    • Leitbündelverbräunung bei Kanzi-Äpfeln (Bildanalyse)

     

    Die Belegung der einschlägigen Obstbaumodule sowie Interesse an pflanzenphysiologischen und biophysikalischen Fragestellungen wird empfohlen.

    Bei Interesse nehmen Sie bitte Kontakt auf mit Dr. Eckhard Grimm, Dr. Bishnu Khanal oder Prof. Dr. Moritz Knoche.

PHYTOMEDIZIN

SYSTEMMODELLIERUNG GEMÜSEBAU

  • Einfluss des Blattstellungswinkels auf die Lichtverteilung von Sommergerstenbeständen

    Themenbereich Morphologie/Züchtung

    Im Gewächshaus soll an Sommergerstenpflanzen unterschiedlicher Herkunft die Blattentwicklung und  der Blattstellungswinkel untersucht werden. Hierfür werden die zu untersuchenden Genotypen im Verlauf ihrer Entwicklung digitalisiert. Die erhobenen Daten werden zur Modellierung der Bestandesarchitektur von Gerste verwendet.

    Experimentelle Arbeit

    Betreuer: Moualeu/Stützel

    Bearbeitungsbeginn: ab sofort

  • Genetische Unterschiede morphologischer und physiologischer Merkmale in Winterweizensorten aus den letzten 50 Jahren

    Themenbereich Morphologie/Züchtung

    Genetische Unterschiede morphologischer und physiologischer Merkmale in Winterweizensortenaus den letzten 50 Jahren (Bearbeitung auch möglich zu zweit)

    In unserem Winterweizen Projekt geht es um die Phänotypisierung von Sorten der letzten 50 Jahre und in dieser Masterarbeit soll es im speziellen um die morphologischen oder physiologischen Merkmalegehen, z.B. Sensitivität der Entwicklungsrate zu Lufttemperatur, Speicherkapazität des Stickstoffs under Kohlenhydrate, Stomata-Reaktionsschnelligkei, Pflanzenarchitektur, Vernalisationsbedarf,Sensitivität der Photoperiodusw. Die genetische Vielfalt dieser Merkmale stellt eine wichtigeInformation und Ressource für Züchter dar, um bessere Weizensorten zu entwickeln. Die genetischSteuerung dieser Merkmale soll durch GWAS (Genome-Wide Association Study) untersucht werden.

    Bearbeitung auch zu zweit möglich
    Experimentelle Arbeit
    Betreuer:Chen/Stützel
    Bearbeitungsbeginn: ab sofort

  • Physiologische Grundlage für Ertragsstabilität im Winterweizen

    Themenbereich Morphologie/Züchtung

    Die Ertragsstabilität von Winterweizen ist eine wichtige Sorteneigenschaft für die deutschen Landwirte. Unser Wissen über die physiologischen Mechanismen, die zur Ertragsstabilität führen, ist bis heute sehr begrenzt. In dieser Arbeit geht es darum, die Ertragsstabilität mithilfe eines großmaßstäblichen Modellierungsansatzes in Kombination mit Phänomik neu zu betrachten.Eine Hypothese wäre, dass die Weizensorten, die während der vegetativen Phase ihren Pflanzenbestand stabiler entwickeln können,auch stabiler im Ertrag sind, da Stickstoff und wasserlöslicher Kohlenstoff in den vegetativen Organen für die Kornfüllung gespeichert werden können.

    Experimentelle Arbeit und Modellierung
    Betreuer: Chen
    Bearbeitungsbeginn: ab sofort

  • Klimatische und phänologische Veränderungen bei Kulturpflanzen in Deutschland während der letzten 60 -70 Jahre

    Themenbereich Morphologie/Züchtung

    Trendanalysen sind wirksame Herangehensweisen, um den Einfluss des Klimawandels auf pflanzenphänologische Veränderungen zu untersuchen. Die Datenbanken des Deutschen Wetterdienstes - DWD stellen dabei einen unschätzbaren Wert als Datengrundlage dar. Fürverschiedene Kulturpflanzen sollen in dieser Arbeit klimatische und phänologische Veränderungen zeitlich und räumlich (z.B. nach Anbauregionen) untersucht und mittels statistischer Methoden in Zusammenhang gebracht werden. Um die Daten zu verarbeiten und zu evaluieren sollen automatisierte Arbeitsroutinen mit der Programmierumgebung „R“ generieret werden und die Datenstrukturen mittels selbsterstellter Datenbanken abgesichert und nutzbar gemacht werden.

     

    Datenanalyse

    Betreuer: Bönecke/Stützel

    Bearbeitungsbeginn: ab sofort

  • Meta-Analyse zur Ertragsentwicklung und Stickstoffnutzungseffizienz von Winterweizen

    Themenbereich Morphologie/Züchtung

    Landessortenversuche sind eine gute Grundlage zur Analyse der Ertragsentwicklung und Stickstoffnutzungseffizienz bei Kulturpflanzen. Der Einfluss von umwelt- oder managementbedingten Veränderungen auf den Produktivitätsfortschritt soll im Rahmen dieser Arbeit durch eine Metaanalyse untersucht werden und die Stickstoffaufnahme verschiedener Ertragskomponenten analysiert werden.Zur Vorbereitung der Analysen müssen aus den Landwirtschaftskammern der Länder Meta-Daten in eine Datenbank zusammen getragen werden.

     

    Datenanalyse/Recherche

    Betreuer: Bönecke/Stützel

    Bearbeitungsbeginn: ab sofort

  • Quantification of genetic diversity in the response of soybean (Glycine max) under water deficit

    Themenbereich Wasserversorgung/Düngung

    Soybean (Glycine max) is known to be sensitive to water shortage which leads to a significant reductionof crop productivity. Considering the importance of soybean to the world economy, the quantification ofthe response of different traits under water shortage and might help to better understand the geneticvariability amount soybean genotypes. The aim of this work is to quantify the genetic variability ofphysiological and structural responses of soybean under drought stress.

    Experimentelle Arbeit
    Betreuer: Moualeu/Stützel
    Bearbeitungsbeginn: Frühjahr 2019

  • Beeinflussung der Partitionierung durch gezielte Zusatzbelichtung

    Themenbereich Ertragsphysiologie

     

    In der Produktion von Gemüsejungpflanzen wird versucht mit geringeren Torfanteilen im Substrat zu arbeiten. Dies führt bei einigen Torfersatzstoffen zu Problemen in der Wasserversorgung. In diesem Versuch soll geprüft werden, ob mit verschiedenen Lichtqualitäten das Spross-/Wurzelverhältnis in Richtung eines höheren Wurzelanteils verändert werden kann, um so die Wasseraufnahme zu verbessern.

    Experimentelle Arbeit

    Betreuer: Fricke

    Bearbeitungsbeginn: sofort

  • Quantification of genetic variability of tomato introgression lines under combined drought and heat stresses

    Themenbereich Wasserversorgung/Düngung

    Stresses due to rising temperature and water deficit are two major environmental factors limiting crop growth and yield worldwide. With climate change, higher temperatures are expected and a potential for more extreme temperature events will impact plant productivity in many parts of the world. The rise of temperature contributes to the reduction of soil water, due to a higher transpiration rate of the plants andan increase of evaporation under field condition. The genetic variability within species is the incontestable support used by plant breeders to face environmental scarcity. The aim of this study is to quantify the genetic variability among theSolanum pennellii introgression lines under temperature and drought stresses.

    Experimentelle Arbeit
    Betreuer: Moualeu/Stützel
    Bearbeitungsbeginn: Frühjahr 2019

  • Modellierung der Wassernutzungseffizienz von Gewächshausgurken

    Themenbereich Wasserversorgung/Düngung

    Die Verfügbarkeit von Wasser ist ein wichtiger Faktor für eine hohe Produktivität bei Gewächshausgurken. Für den Wasserhaushalt von Pflanzen stellt die Transpiration einen entscheidenden Anpassungsfaktor der Pflanze dar. Die Transpiration der einzelnen Organe einer Pflanze ist wiederum abhängig von Umwelteinflüssen und Anpassungen der Pflanze. Ziel ist es, über eine optimierte Bewässerungssteuerung die Wassernutzungseffizienz des Bestandes zu verbessern.

    Experimentelle Arbeit/Modellierung

    Betreuer: Moualeu/Stützel

    Bearbeitungsbeginn: Frühjahr 2019

  • A QTL-base model for the growth of the Solanum scabrum (African nightshade) under water deficit

    Themenbereich Wasserversorgung/Düngung

    The increase of temperature is leading to a higher evapotranspiration demand for plants and thereforeincreasing water scarcity issues for plants. During the last years, the genetic map of the Africannightshade (Solanum scabrum) which is a high source of human nutrients and incomes in many Africancountries was establish and it is now possible to use genome wide association studies to find chromosome regions that explains the best the variance amount genotype of each trait. The aim of thiswork is to model the growthSolanum scabrumunder water deficit and to find QTLs or markersassociated to responses of the plant under drought stress.

     

    Experimentelle Arbeit
    Betreuer:Moualeu/Stützel/Debener
    Bearbeitungsbeginn: Frühjahr 2019

  • Haben die Stickstoff -Düngung und die Temperatur einen Einfluss auf die Blattexpa nsionsrate und Blatterscheinungsrate bei Sommergersten?

    Themenbereich Wasserversorgung/Düngung

    Die Blattexpansionsrate und Blatterscheinungsrate bestimmen die Größe des photosynthetischen Apparates. Sie sind nicht nur genotypisch abhängig, sondern auch abhängig von der Nährstoffversorgung und den Wachstumsbedingungen (insbesondereTemperatur). In einem Klimakammerversuchsoll unter kontrollierten Bedingungen getestet werden, ob Sommergerstensorten unterschiedlich reagieren.

    Experimentelle Arbeit
    Betreuer: Moualeu/Stützel
    Bearbeitungsbeginn:ab sofort

  • Optimierung der Nährstoffversorgung für Kürbisgewächse im Gewächshaus

    Themenbereich Wasserversorgung/Düngung

    Kürbisgewächse zählen zu den wichtigsten Gewächshauskulturen, z.B. Gurke (Cucumis sativus) undMelone (Cucumis melo). Viele davon sind sehr nahrhaft und geschmacksintensiv, z.B. Bittermelone (Momordica charantia) oder Flaschenkürbis (Lagenaria siceraria). In dieser Arbeit soll der Nährstoffbedarf eines Kürbisgewächses mit unterschiedlichen Ansätzen untersucht werden, um dieNährstoffversorgung durch die variierende Zusammensetzung der Nährlösung zu optimieren.

    Experimentelle Arbeit/Modellierung

    Betreuer: Chen

    Bearbeitungsbeginn: Frühjahr 2019

  • Einfluss der Unterflur Nutrigation auf das Wurzelwachstum von Brassica Gemüse in Wurzelröhren

    Themenbereich Wasserversorgung/Düngung

    Wasser und Nährstoffe beeinflussen das Wurzelwachstum von Pflanzen. Mit der Unterflur Nutrigationwerden Wasser und Nährstoffe direkt über unterirdische Tropfschläuche an die Pflanzenwurzeln appliziert, sodass Verluste durch Evaporation und Auswaschung verhindert werden können und so die Nährstoffe optimal von der Pflanze genutzt werden. In dieser Arbeit soll in kontrollierten Wurzelröhrender Einfluss von unterschiedlichen Tiefen der Nährstoffapplikation auf das Wurzelwachstum von Brassica Gemüse untersucht werden. Hierzu werden mit einem Wurzelscanner (Bioscience CI 602) während der Versuche Fotos von den Wurzeln aufgezeichnet und in der Software Root Snap ausgewertet. Zusätzlich sollen zum Versuchsende Parameter wie Wurzellängen, Wurzeldichten und Wurzelgewichte destruktiv bestimmt werden.

    Experimentelle Arbeit
    Betreuer: Stützel
    Bearbeitungsbeginn: Oktober 2018

  • Einfluss der Unterflur Nutrigation auf Pflanzen und Wurzelwachstum im Freiland

    Themenbereich Wasserversorgung/Düngung

    Wasser und Nährstoffe beeinflussen neben Licht und CO2 die Photosynthese Leistung von Pflanzen. Mit einer Unterflur Nutrigation werden Wasser und Nährstoffe direkt über unterirdische Tropfschläuche an die Pflanzenwurzeln appliziert, sodass Verluste durch Evaporation und Auswaschung verhindert werden und so die Nährstoffe optimal von der Pflanze genutzt werden können. In Herrenhausen haben wir ein Versuchsfeld mit 18 unabhängig steuerbaren Parzellen mit Unterflur Nutrigation ausgestattet, so dass Wasser und Nährstoffe gezielt in definierten Mengen an die Pflanzenwurzeln gebracht werden können.

    Hierfür sollen in der nächsten Saison Sommerweizen, Zuckerrüben und Kohl angebaut werden.

    Folgende Unterthemen können in diesem Versuchsfeld bearbeitet werden:

    1) Welchen Einfluss hat die Unterflur Nutrigation auf die Photosyntheseleistung und Ertragsbildung von Pflanzen?

    Durch Messungen von Gasaustausch und Chlorophyll Fluoreszenz soll in dieser Arbeit die Photosynthese Leistung von Pflanzen mit und ohne Unterflur Nutrigation ermittelt werden. Destruktive Messungenzum Versuchsende sollen die Biomassebildung und den Ertrag der Pflanzen quantifizieren, indemBlattflächen, Pflanzenhöhen und Pflanzengewichte ermittelt werden.

    2) Welchen Einfluss hat die Unterflur Nutrigation auf das Wurzelwachstum von Pflanzen?

    Durch Aufnahmen mit dem Wurzelscanner (Bioscience CI 602) werden während der Versuche Fotos von den Wurzeln aufgezeichnet und anschließend in der Software Root Snap ausgewertet. Zusätzlich sollen zum Versuchsende Parameter wie Wurzellängen, Wurzeldichten und Wurzelgewichte destruktiv bestimmt werden.

    Experimentelle Arbeit
    Betreuer: Stützel
    Bearbeitungsbeginn: Frühjahr 2019

  • Möglichkeiten eines homogenen Kopfwachstums in Blumenkohlbeständen durch gezielte Vernalisation während der Jungpflanzenanzucht

    Themenbereich Ertragsphysiologie

    Blumenkohlbestände zeigen zur Ernte eine starke Streuung in der Erntereife. Dadurch sind kostenaufwendige Mehrfachernten notwendig. Diese Streuung liegt nach bisherigen Untersuchungen zum großen Teil an einer zeitlich versetzten Vernalisation und damit verbundenem unterschiedlichen Beginn des Kopfwachstums. Ist es möglich durch eine gezielte Kältebehandlung kurz vor der Auspflanzung den Beginn der Kopfwachstumsphase zu synchronisieren?

    Experimentelle Arbeit
    Betreuer: Fricke
    Bearbeitungsbeginn: ab sofort

  • Einfluss der Pflanzenarchitektur auf die Lichtaufnahme und Ertrag in Tomaten

    Themenbereich Ertragsphysiologie

    Je mehr Licht eine Pflanze aufnehmen kann, desto mehr Photosynthese kann sie betreiben und

    umsomehr Ertrag kann sie produzieren. Unser in silico Experiment (Chen et al., 2014, Journal of Experimental Botany, 65: 6399–6410) hat gezeigt, dass die Architektur der Tomatenpflanzen wesentlichen Einfluss auf die Lichtaufnahme und somit auf den Ertrag hat. In dieser Arbeitsoll die Architektur der Tomatenpflanzen künstlich modifiziert, um diesen Einfluss experimentell zu bestätigen.

    Experimentelle Arbeit
    Betreuer: Chen
    Bearbeitungsbeginn: Frühjahr 2019

  • Do leaves have different mechanisms of acclimation to low incoming light and to shading?

    Themenbereich Ertragsphysiologie

    Low light interception of a leaf can be due to low incoming light above the canopy or to mutual shading of leaves in a canopy. Mutual shading reduces not only the light interception but also the red/far-red light ratio. Can the leaf differentiate the decrease in incoming light from the decrease in light interception due to shading, and acclimatize differently?Experiments will be conducted to answer this question. (Plantmaterial: cucumber)

    Experimentelle Arbeit
    Betreuer: Pao/Chen
    Bearbeitungsbeginn:ab sofort

  • Wirkung der Lichtqualität auf Blattoberflächeneigenschaften und Photosynthese bei Tomaten

    Themenbereich Ertragsphysiologie

    Die Lichtqualität beeinflusst verschiedene pflanzenmorphogenetische Parameter. Unter anderem

    können die Stomatamorphologie und die Reflektionseigenschaften der Blätter verändert werden. Dieswiederum hat einen Einfluss auf die Photosyntheseleistung. Am Beispiel von jungen Tomatenpflanzen sollen diese Zusammenhänge untersucht werden.

    Experimentelle Arbeit
    Betreuer: Solbach/Fricke
    Bearbeitungsbeginn: ab sofort

  • Wirkung gezielter Laserstrahlung auf bestimmte Pflanzenorgane (Kooperation mit dem Laserzentrum Hannover e.V.)

    Themenbereich Ertragsphysiologie

    Pflanzen reagieren mit ihren Photorezeptoren sehr spezifisch auf unterschiedliche Lichtqualitäten und Lichtintensitäten. Verschieden farbige LEDs werden schon heute zur gezielten Pflanzenbeleuchtung im Gartenbau verwendet. Laser bieten mit ihren sehr fokussierten und gepulsten Photonenströmen eine gute Möglichkeit bestimmte Pflanzenorgane (z.B. nur einzelne Blätter oder Stängel) spezifisch mit einzelnen Wellenlängen zu bestrahlen. In dieser Arbeit soll in Kooperation mit dem Laserzentrum Hannover eine erste Bestrahlung mit UV-B, rot und blau von Kohl und Paprika stattfinden. Damit stehen jeweils eine sehr sensitive und eine eher strahlungsresistente Pflanze zur Verfügung. In ersten Versuchen soll die Zerstörschwelle für Blätter ermittelt werden um in weiteren Versuchen mit geringen Dosen gezielt das Pflanzenwachstum und den sekundären Metabolismus zu beeinflussen.

    Experimentelle Arbeit

    Bearbeitungsbeginn: Oktober 2018

  • Beeinflussung der Geschlechtsdetermination in Kürbisgewächsen mit Hilfe von CRISPR/Cas9 Genome-editing

    Themenbereich Morphologie/Züchtung

     

    Die meisten Kürbisgewächse sind monözisch (einhäusig mit weiblichen und männlichen Blüten). Da die Früchte die Ertragsorgane sind, ist die Anzahl weiblicher Blüte pro Pflanzen ein wichtiges Merkmal für die Ertragsbildung. In Gurke und Melone ist seit 2015 bekannt, dass eine monözische Pflanze durch die Ausschaltung eines Transkriptionsfaktors, WIP1, gynäkisch (nur weibliche Blüten) wird. Dieser Mecha­nismus ist auch seit September 2019 in Wassermelone in der folgenden Publikation bewiesen: Zhang et al. (2019) A unique chromosome translocation disrupting ClWIP1 leads to gynoecy in water­melon (The Plant Journal, doi.org/10.1111/tpj.14537 ). In dieser Arbeit geht es darum, das WIP1-Homolog in Bittermelone (Momordica charantia, auch ein Kürbisgewächs) zu identifizieren und durch CRISPR/Cas9-vermitteltes Genome-Editing den WIP1-Transkriptionsfaktor in der Bittermelone auszuschalten, um zu überprüfen, ob dieser Mechanismus der Geschlechtsdetermination im Kürbisgewächs evolutionär allgemein gültig ist.

    Experimentelle Arbeit

    Betreuer: Gehl/Chen

    Bearbeitungsbeginn: ab sofort

  • Vermeidung züchterischer Selektionsfehler in den früheren Generationen (F2-F4) durch Berück-sichtigung der Konkurrenzfähigkeit

    Themenbereich Morphologie/Züchtung

     

    Selektion in den F2 bis F4 Generationen ist der wichtigste Schritt im Züchtungsverfahren. Die Pflanzenbestände dieser Generationen sind heterogen. Eine theoretische Studie über Mais (Chen et al., 2018, Journal of Experimental Botany) sowie eine experimentelle Arbeit mit Winterweizen (Weiner et al., 2017, Ecology, 98:2261–2266) haben vor kurzen angedeutet, dass die Konkurrenzfähigkeit eines Genotyps in einem heterogenem Pflanzenbestand dessen Ertragsleistung beeinflusst. In diesem Zusam­menhang soll untersucht werden, welche Konkurrenzfähigkeiten eine Rolle spielen (z.B. Lichtaufnahme von Sprossen und Nährstoffaufnahme von Wurzeln) und wie man die Konkurrenzfähigkeiten quanti­fizieren kann? Mithilfe der Ertragsleistung eines Genotyps aus einem heterogenen Bestand und dessen Konkurrenzfähigkeit, soll zusätzlich die Ertragsleistung dieses Genotyps in einem homogenen Bestand prognostiziert werden. (Kultur: Winterweizen)

    Experimentelle Arbeit und Modellierung 

    Betreuer: Chen/Stützel         

    Bearbeitungsbeginn: ab sofort

  • Monitoring the growth of roots by different installations

    Themenbereich Wasserversorgung/Düngung

    Direct observation is a reliable technique for investigation interactions between root systems and their environmental conditions. One of the methods for direct observations and monitoring the growth of roots is the Minirhizotron. This technique is based on observing and recording roots in situ through transparent tubes inserted into the substrate through which the roots spread. This method is non-destructive and has the advantage that allows the sampling of root characteristics during the growing stage of the plant by scanning the root system. However a limitation of this technique is its limited observation space.

    The aim of this project is to analyse the effect of the spatial distribution of the tubes used for accessing the root zone for the scanning. For this purpose, different pots/containers will be used to install different number of tubes and different spatial configurations. The monitoring of root growth resulting from the different installations is to be compared. During the experiments, images of the roots will be recorded with a root scanner and evaluated in the Root Snap software.

    Experimentelle Arbeit

    Betreuer: Callau/Stützel

    Bearbeitungsbeginn: ab sofort

  • Resilienzmechanismen und Regulationsschnelligkeit der Stomata (Spaltöffnung)

    Themenbereich Ertragsphysiologie

     

    Die Reaktionsschnelligkeit der Stomata auf die fluktuierenden Umweltbedingungen ist eine wichtige Eigenschaft für den Wasserhaushalt. Die Plastizität dieser Eigenschaft in einer Pflanzensorte ist aber unbekannt und ein spannender Bereich heutiger Forschung.

    Unterthema 1: Wie variiert die Reaktionsschnelligkeit der Stomata mit Ionenkonzentration, Stress oder Blattalter? Gibt es auch Unterschiede von dieser Reaktion zwischen Blattebene oder Pflanzenebene? (Kultur: Kürbisgewächse, Solanaceae, Brassicaceae  oder Winterweizen)

    Unterthema 2: Mit unterschiedlichen Sensoren (Saftflusssensoren, LVDT, RDT und Gasaustausch­messungen) wird die Reaktion der Pflanzen auf Umweltstörungen und Stress in Echtzeit überwacht, um die kurzzeitige Resilienzmechanismen der Pflanzen zu untersuchen. (Kultur: Gurke)

    Experimentelle Arbeit

    Betreuer: Chen

    Bearbeitungsbeginn: Frühjahr 2020

  • Theoretische Grundlage der Photosyntheseeffizienz auf Bestandesebene (Canopy Enhance¬ment)

    Themenbereich Ertragsphysiologie

     

    Photosynthetische Effizienz auf der Bestandsebene (canopy) ist höher als die auf der Blattebene. Was entscheidet die Größe dieser Verstärkung der photosynthetischen Effizienz bleibt aber immer schwer fassbar. In dieser Arbeit soll das Phänomen der Bestandsverstärkung mittels Modellierung und Sensitivitätsanalyse des Modells untersucht werden. Diese Analyse wird den Einblick in die Erhöhung der Lichtnutzungseffizient und die Gestaltung der Pflanzenarchitektur ermöglichen.

    Theoretische Arbeit/ Modellierung

    Betreuer: Chen

    Bearbeitungsbeginn: ab sofort

ZIERPFLANZENBAU

LICHTPHYSIOLOGIE

  • Resilienzmechanismen und Regulationsschnelligkeit der Stomata (Spaltöffnung)

    Themenbereich Photosynthetische Anpassungsfähigkeit

    Die Reaktionsschnelligkeit der Stomata auf die fluktuierenden Umweltbedingungen ist eine wichtige Eigenschaft für den Wasserhaushalt. Die Plastizität dieser Eigenschaft in einer Pflanzensorte ist aber unbekannt und ein spannender Bereich heutiger Forschung.

    Unterthema 1: Wie variiert die Reaktionsschnelligkeit der Stomata mit Ionenkonzentration, Stress oder Blattalter? Gibt es auch Unterschiede von dieser Reaktion zwischen Blattebene oder Pflanzenebene? (Kultur: Kürbisgewächse, Solanaceae, Brassicaceae  oder Winterweizen)

    Unterthema 2: Mit unterschiedlichen Sensoren (Saftflusssensoren, LVDT, RDT und Gasaustauschmessungen) wird die Reaktion der Pflanzen auf Umweltstörungen und Stress in Echtzeit überwacht, um die kurzzeitige Resilienzmechanismen der Pflanzen zu untersuchen. (Kultur: Gurke)

    Experimentelle Arbeit

    Betreuer: Chen 

    Bearbeitungsbeginn: Frühjahr 2019

    Notwendige Module: M21, M23 (M22)

     

  • Theoretische Grundlage der Photosyntheseeffizienz auf Bestandesebene (Canopy Enhance¬ment)

    Themenbereich Pflanzen in silico

    Photosynthetische Effizienz auf der Bestandsebene (canopy) ist höher als die auf der Blattebene. Was entscheidet die Größe dieser Verstärkung der photosynthetischen Effizienz bleibt aber immer schwer fassbar. In dieser Arbeit soll das Phänomen der Bestandsverstärkung mittels Modellierung und Sensitivitätsanalyse des Modells untersucht werden. Diese Analyse wird den Einblick in die Erhöhung der Lichtnutzungseffizient und die Gestaltung der Pflanzenarchitektur ermöglichen.

    Theoretische Arbeit/ Modellierung
    Betreuer: Chen
    Bearbeitungsbeginn: ab sofort

  • Vermeidung züchterischer Selektionsfehler in den früheren Generationen (F2-F4) durch Berücksichtigung der Konkurrenzfähigkeit

    Themenbereich Ertragsstabilität von Winterweizen

    Selektion in den F2 bis F4 Generationen ist der wichtigste Schritt im Züchtungsverfahren. Die Pflanzenbestände dieser Generationen sind heterogen. Eine theoretische Studie über Mais (Chen et al., 2019, Journal of Experimental Botany 70: 2523-2534) sowie eine experimentelle Arbeit mit Winterweizen (Weiner et al., 2017, Ecology, 98:2261–2266) haben vor kurzen angedeutet, dass die Konkurrenzfähigkeit eines Genotyps in einem heterogenem Pflanzenbestand dessen Ertragsleistung beeinflusst. In diesem Zusammenhang soll untersucht werden, welche Konkurrenzfähigkeiten eine Rolle spielen (z.B. Lichtaufnahme von Sprossen und Nährstoffaufnahme von Wurzeln) und wie man die Konkurrenzfähigkeiten quantifizieren kann? Mithilfe der Ertragsleistung eines Genotyps aus einem heterogenen Bestand und dessen Konkurrenzfähigkeit, soll zusätzlich die Ertragsleistung dieses Genotyps in einem homogenen Bestand prognostiziert werden. (Kultur: Winterweizen)

    Experimentelle Arbeit/ Modellierung
    Betreuer: Chen
    Bearbeitungsbeginn: ab sofort

    Notwendige Module: M21, M22, M23

Allgemeine Hinweise