Artikel zur Kategorie Nachwuchsförderung

Im Zentrum der Projekte einer neuen Graduiertenschule stehen nachhaltige Polymermaterialien und Pflanzen, die Klimawandel und Schädlingen trotzen. Mindestens zwanzig Promovierende sollen im Rahmen der Graduiertenschule ausgebildet werden. Dafür erhält die Nachwunchsschmiede an der Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg (MLU) rund sechs Millionen Euro. Die Mittel dafür stammen aus dem Europäischen Struktur- und Investitionsfonds (ESF) und vom sachsen-anhaltischen Wissenschaftsministerium. Der pflanzenwissenschaftliche Teil der Graduiertenschule beschäftigt sich mit der Widerstandsfähigkeit von Nutzpflanzen. "Sowohl die Pflanzen- als auch die Polymerforschung zählen zu den wissenschaftlichen Stärken der halleschen Universität und können bei der Transformation hin zu einer nachhaltigen Gesellschaft eine entscheidende Rolle spielen", sagt Prof. Dr. Daniel Wefers, Professor für Lebensmittelchemie an der MLU und Sprecher der gemeinsamen Initiative "Agripoly II". Ein ähnliches Vorhaben mit dem Namen "Agripoly" gab es bereits von 2017 bis 2021.

Im vergangenen Jahr erhielten 18 Verfasserinnen und Verfasser pflanzenwissenschaftlicher Studienabschluss-Arbeiten eine Auszeichnung für ihre herausragende Forschung. Ihre Themen spannten von der Entwicklung, Etablierung oder Überprüfung neuer Methoden und Verfahren über die Analyse von Stoffwechselwegen und Biosynthesen, bis hin zu Fragen nach den Auswirkungen des Klimawandels und thematisierten u.a. Pathogenabwehr, Pflanzen-Mikroben-Interaktionen, funktionelle Charakterisierungen, Samenverbreitung, Enzym-Studien, Stress-Auswirkungen, Saatgutqualität bis zum Wasserhaushalt. Dank der Unterstützung durch unsere Kontaktpersonen konnte die DBG diese Auszeichnungen bereits im zehnten Jahr in Folge an den teilnehmenden Hochschulen verleihen.

Aus den beinahe 400 wissenschaftlichen Postern, die während der Botanik-Tagung, International Conference of our German Society for Plant Sciences, präsentiert wurden, wählten alle Teilnehmenden insgesamt zehn als Beste aus. Die Erstautor*innen erhalten einen Betrag von je 142 Euro, da sich Gründung der Deutschen Botanischen Gesellschaft (DBG) in diesem Jahr zum 142ten Mal jährt. Die Liste der Preistragenden, die Titel aller ausgezeichneten Poster wie die Einzelaufnahmen der Urkundenübergaben können Sie hier ansehen:

Während der Botanik-Tagung, International Conference of our German Society for Plant Sciences, erhielten der Pflanzengenetiker Dr. Henryk Straube den Wilhelm-Pfeffer-Preis, die Mikrobiom-Forscherin Dr. Eliza Loo den Eduard-Strasburger-Preis und der Bioinformatiker Dr. Martin Lewinski den Horst-Wiehe-Förderpreis der Deutschen Botanischen Gesellschaft (DBG). Die drei Forschenden waren eingeladen, ihre Ergebnisse in einer Plenar-Sitzung vorzustellen. Auch die Zellbiologin Dr. Pratibha Kumari nahm ihre Urkunde für die bereits im letzten Jahr ausgezeichnete beste pflanzenwissenschaftliche Veröffentlichung während der alle zwei Jahre stattfindenden Konferenz der DBG entgegen. Von ihren exzellenten Forschungsergebnissen profitieren in Zukunft Forschende, die seltene DNA-Bausteine messen, zur Pflanzengesundheit beitragen möchten, die Regulation durch RNA-bindende Proteine untersuchen oder die pflanzliche Zellteilung analysieren.
Details über die gewonnenen Erkenntnisse der diesjährigen Preise stehen in der vorab veröffentlichten Pressemitteilung: „Wurzeln sind wie der Darm, neues Enzym entdeckt und neue Labormethode etabliert“.

Registration is open for DBG's second Eduard Strasburger Hot Topic Workshop. It focusses on "Co- and posttranslational control in chloroplasts" (#DBGHotTop2024) and will be organized in Münster, Germany, from 18 – 20 November 2024. Attendance to the workshop is free for early career researchers (ECRs) and made possible through DBG's funding. The workshop will be organised by Dr Jürgen Eirich and Jens Mühlenbeck from the Institute for Plant Biology and Biotechnology at Münster University.

The next Eduard Strasburger Hot Topic Conference will focus on “Co- and posttranslational control in chloroplasts” in Münster, Germany, from 18 – 20 November 2024. It will be organized especially for early career researchers (ECR), who will be invited to join the meeting without any fees. Some of well-known speakers in this field have already confirmed their participation, according to the organizers Dr. Jürgen Eirich and Jens Mühlenbeck from the Institute for Plant Biology and Biotechnology at Münster University. Stay tuned for more information to come.  

Für ihre begehrten Nachwuchspreise bittet unsere Gesellschaft wieder um Nominierungen geeigneter Kandidat*innen aus den Pflanzenwissenschaften. Mit dem seit 1994 vom Verlag Springer Spektrum gestifteten Strasburger-Preis soll eine hervorragende und originelle Leistung eines promovierten Pflanzenforschers / einer Pflanzenforscherin ausgezeichnet werden. Für den Wilhelm Pfeffer-Preis unserer gleichnamigen Stiftung bittet die DBG ihre Mitglieder um Hinweise auf herausragende Dissertationen. Mit dem Horst Wiehe-Förderpreis wird eine hervorragende Publikation oder Dissertation ausgezeichnet. Vorschlagsberechtigt sind (habilitierte) Mitglieder der DBG (Strasburger-Preis). Auch Außenstehende haben ein Vorschlagsrecht (Pfeffer-Preis); Selbstvorschläge sind ebenfalls möglich (Wiehe-Preis): siehe Übersicht der Wissenschaftspreise der DBG. Bewerbungsschluss für die drei Auszeichnungen ist jeweils der 1. Mai 2024.

Zusammenfassung: Übersicht (pdf)

Update vom 8. April 2024: alle 60 Stipendien sind bereits vergeben.

Um möglichst vielen Pflanzenwissenschaftler*innen im frühen Karrierestadium (ECR) die Teilnahme zu ermöglichen, vergibt unsere DBG bis zu 60 Reise-Stipendien für Mitglieder, die mit einem Poster oder einem Vortrag aktiv an der Botanik-Tagung (BT2024, International Conference of the German Society for Plant Sciences, 15. bis 19. September 2024 in Halle) teilnehmen, in Höhe von jeweils bis zu 400 Euro. Erstattungsfähig sind die Reisekosten, Übernachtungskosten und die Kongressgebühren. Die Stipendien werden nach der Reihenfolge der Anmeldungen vergeben und müssen bis spätestens 25. Mai 2024 beantragt werden. Schnell sein lohnt sich also.

Details im Intranet (Log-In erforderlich)

Von Schädlingsabwehr über ein Lehrmodell zum Anfassen, eine Datenbank, mit der jeder zum Arterhalt beitragen kann, der Suche nach Resistenzen in Nutzpflanzen bis hin zu den Auswirkungen von Mikroplastik sowie Trockenstress erstreckten sich die Themen der pflanzenwissenschaftlichen Master-Arbeiten, die die DBG im vergangenen Jahr ausgezeichnet hat. Die 18 Preise für die Abschlussarbeiten der teilnehmenden Hochschulen gingen dieses Jahr an acht Wissenschaftlerinnen und zehn Wissenschaftler. Die folgende Übersicht nennt alle Preistragenden und die von ihnen erforschten Themen.

Zu den Preistragenden und ihren Themen

15 Master-Arbeiten angehender Pflanzenforscher*innen hat die DBG vergangenes Jahr ausgezeichnet. Im Themenspektrum befinden sich auch Forschungsergebnisse, die in Nature publiziert wurden. Das vielfältigen Spektrum umfasst: Nickelresistenz eines das Gebirgs-Hellerkraut befallenden Pathogens, genetische Marker zur Identifikation der Alge Pantocsekiella, ER-Tonoplast Membran-Kontaktstellen, Die Untersuchung, ob manch endemische Euphorbie durch Polyloidisierung entstand, Glyoxalase I in Arabidopsis thaliana Ökotypen, wie sich Galium wirtgenii in renaturierten Wiesen schlägt, wie Hitze und Stickstoffmenge Wachstum und Entwicklung von Kartoffelpflanzen verändern, ein in vivo NADH/NAD+-Monitoring-System zur Analyse der PAMP-vermittelten Immunantwort, wie Stickstoffmangel UV-Schutzstoffe in Helianthus annuus induziert, eine neue elektrophysiologische Methode zur Charakterisierung des PIN-FORMED8 Transportproteins, wie die Morphologie und Gasaustausch von Spaltöffnungen beeinflusst, modulare transkriptionelle Regulation der Photosynthese Gene in Arabidopsis thaliana, wie Lipide das Membran-Aktin-Interface polar wachsender Pflanzenzellen reguliert, antibakterielle Gene-Silencing-Ansätze, sowie die Mesofauna-Vielfalt in Astgabel-Habitaten.
Die DBG gratuliert den erfolgreichen Preisträger*innen herzlich und dankt den DBG-Kontaktpersonen, die die Auswahl an den einzelnen Hochschulen trafen und die Urkunden übergaben. 

Zu den Preisträger*innen und ihren ausgezeichneten Arbeiten

Aus den mehr als 300 während der Botanik-Tagung 2022 an der Universität Bonn präsentierten wissenschaftlichen Postern kürten die Teilnehmenden und eine Jury in einem zweistufigen Auswahlprozess die besten zehn, wobei die Stimmen der Teilnehmenden mehr zählten. Die Pflanzenwissenschaftlerinnen und Pflanzenwissenschaftler im frühen Karriere-Stadium erhielten die Auszeichnung für ihre auf den Postern präsentierten Arbeiten sowie ein Preisgeld in Höhe von 140 Euro, da sich die Gründung unserer Deutschen Botanischen Gesellschaft in diesem Jahr zum 140ten Mal jährt.

Alle ausgezeichneten Preistragenden und die Titel der von ihnen vorgestellten wissenschaftlichen Ergebnisse auf den Postern (pdf-Datei)

Die DBG vergibt Reise-Stipendien für junge Wissenschaftler*innen, die ein anderes Labor aufsuchen, etwa um dort neue Methoden und Techniken zu erlernen oder um Pilotstudien anzuschieben, in Höhe von bis zu 400 Euro.

> Bewerbungsverfahren: Reise-Stipendium

> Auszahlung des Stipendiums

> Zum online-Bewerbungsformular

BT22: Bewerbung Reisestipendium 2022

Die DBG vergibt maximal 100 Reise-Stipendien für junge Wissenschaftler*innen, die aktiv an der Botanik-Tagung (28 August bis 1 September 2022 in Bonn) teilnehmen, in Höhe von bis zu 350 Euro.

Voraussetzungen

• Sie sind Mitglied der DBG (Sie können noch bis zur Einreichung des Antrags Mitglied werden)
• Sie sind Nachwuchswissenschaftler*in und haben keine volle Stelle inne
• Sie arbeiten an einem pflanzenwissenschaftlichen Thema
• Sie nehmen aktiv an der Botanik-Tagung teil und stellen ein Poster vor oder halten einen (Kurz-)Vortrag
• Sie weisen nach der Tagung Ihre Ausgaben durch Belege nach
• Mehrfachfinanzierungen sind ausgeschlossen

Beantragung

Füllen Sie bitte das > Antrags-Formular aus, das an den Schatzmeister der Gesellschaft weitergeleitet wird. Sie erhalten eine kurze Bestätigung des Einganges Ihrer Bewerbung.

Abgabe-Termin

Die Stipendien werden in der Reihenfolge des Einganges vergeben, spätestens bis zum 24. Mai 2022. Schnell sein lohnt sich also. 

Entscheidung

Sie werden vom Ausgang Ihrer Bewerbung unterrichtet.

Erstattet werden

Reisekosten
Die DBG erstattet entweder ein Bahnticket 2. Klasse, ein Busticket oder eine Fahrtkostenpauschale bei PKW-Nutzung. Bitte wählen Sie die jeweils günstigere Variante aus.

Übernachtungskosten
Die DBG übernimmt die Übernachtungskosten maximal bis zu den vom Finanzamt festgelegten Sätzen.

Tagungsgebühr

Die DBG übernimmt die Tagungsgebühr.

> Bewerbungsformular

> Auszahlung des Stipendiums

16 herausragende pflanzenwissenschaftliche Masterarbeiten hat die DBG im zurückliegenden Jahr ausgezeichnet. Darin untersuchten die zwölf Preisträgerinnen und vier Preisträger folgende Themen und Fragestellungen, die unsere vielfältigen Disziplinen pflanzenwissenschaftlicher Forschung wiederspiegeln:

Wo Parasiten ihre Pflanzenwirte infizieren; wie sich Abwehrstrategien von Pflanzen gegen pathogene Bakterien entwickelten; Pflanzen-Mikroben-Interaktionen; Evolution der C3-C4 intermediären Photosynthese; Lokalisation von Membran-Transportproteinen; genetische Struktur allopolyploider Knabenkräuter; die Karyotyp-Evolution bei Zuckerrüben; Funktion des Cyclophilins im Redox-regulatorischen Netzwerk; der Status der bedrohten Sand-Silberscharte; Biosynthese von Terpenen in Cyanobakterien; funktionelle Charakterisierung der Enzyme der Violaxanthin-Biosynthese; Pathogensuszeptibilität und -abwehr in Arabidopsis-Suppressor-Mutanten; Lokalisierung der in der Lewis-Epitop-Formation involvierten Enzyme; Glutaredoxine sowie Habitat-Ansprüche alpiner Horstgräser.

Die inzwischen zum achten Mal verliehene Auszeichnung ist mit einer Urkunde und einem Preisgeld dotiert und wurde von den DBG-Ansprechpartnern an den teilnehmenden Hochschulen koordiniert. Die DBG gratuliert allen Preisträgerinnen und Preisträgern, dankt den Koordinator*innen und wünscht den Ausgezeichneten viel Erfolg für ihre weiteren Karrieren.

Alle Preisträgerinnen und Preisträger sowie die Titel der ausgezeichneten Arbeiten sind hier genannt

Auch wenn  die Verleihungen und die Übergabe der Urkunden dieses Jahr Pandemie-bedingt auf Distanz und nicht bei Abschlussfeiern stattfanden, konnte die DBG wieder mehrere herausragende Master-Abschlussarbeiten in den Pflanzenwissenschaften auszeichnen. Die vielfältigen Arbeiten aus den 12 Hochschulen, von denen die DBG Mitteilungen erhielt, thematisierten: 

• CAM-Photosynthese und physiologische Charakteristika
• Pflanzenmerkmale und Attraktivität für bestäubende Insekten
• wie eine Glykosilierung die Geißel-Bewegung beeinflusst
• Evolution der RNA im Moos Physcomitrium patens
• Tetrapyrrol-Synthese
• in vivo-Analyse der Protein Translokation in Peroxisomen
• physiologische Stressantwort in Synechocystis
• neue Modellorganismen zur Erforschung der frühen Landpflanzen-Evolution
• wie Genom-Duplikationen und wiederkehrende Hybridisierung die Artbildung beeinflusst
• zwei neue Methoden: neu etabliertes optogenetisches System, Genom-Editierung mittels CRISPR/Cas9 in der Grünalge Volvox carteri
• wie man kontinuierlich Wasserstoff produzieren könnte, wenn man verschiedene Organismen geschickt miteinander kombiniert.

Die DBG dank den Kontaktpersonen an den Universitäten, für Ihr Engagement bei der Auswahl der besten Master-Arbeiten des vergangenen Jahres, die in diesem Jahr mehrheitlich an weibliche Forschende verliehen wurden.

Zu den Titeln, Preisträger*innen, Bildern und Abstracts

Ihre Ergebnisse und Forschungsarbeiten über die vielfältigen Interaktionen zwischen (Nutz-)Pflanzen und Mikroben tauschten knapp 20 angehende Wissenschaftler*innen aus drei Ländern im Februar in Königswinter aus. Die Tagung thematisierte sowohl Symbiosen als auch Pflanzen-Pathogene. Eine externe Vortragende berichtete über Jobs außerhalb von Universtäten und ein Mitmach-Workshop ermunterte die Teilnehmenden über Chancen und Risiken der öffentlichen Kommunikation ihrer Forschungsthemen nachzudenken. Einig war man sich, dass es ein großes Interesse an der Interaktions-Forschung geben sollte, da diese dazu beiträgt, anwenderfreundliche Lösungen für den Erhalt der Pflanzengesundheit und der Ertragsmengen zu bieten. Die fünf Organisator*innen des Eduard-Strasburger-Workshops der DBG von angehenden Nachwuchskräften der Sektion für Interaktionen für andere junge Pflanzenwissenschaftler*innen fassen die Veranstaltung zusammen.

Unsere Sektion Pflanzenphysiologie und Molekularbiologie in der Deutschen Botanischen Gesellschaft (DBG) hat erstmals einen Preis für Wissenschaftskommunikation verliehen. Die Auszeichnung ging an Robert Hoffie, Doktorand am Leibniz-Institut für Pflanzengenetik und Kulturpflanzenforschung in Gatersleben (IPK). Als @ForscherRobert engagiert sich der Pflanzenforscher in Sozialen Medien, erklärt geduldig den Stand der Forschung über moderne Methoden in der Pflanzenforschung und scheut - wenn es nötig ist - auch nicht die Auseinandersetzung mit Politikern. „Wenige andere Pflanzenwissenschaftler sind so engagiert in den sozialen Netzwerken wie Robert Hoffie“, sagte Prof. Dr. Stefan Rensing, Sprecher der Sektion. Er wünsche sich mehr Wissenschaftler wie Robert Hoffie, die unsere Themen in die Öffentlichkeit tragen und unsere Sichtbarkeit erhöhen.
Die Auszeichnung verlieh die Sektion am 13. Februar, während der jährlichen Konferenz Molecular Biology of Plants in Dabringhausen (Nordrhein-Westfalen). „Der Preis ist für mich Motivation und Bestätigung zugleich“, erklärte Robert Hoffie. Denn der aktuelle Stand der Wissenschaft sei das Beste, was wir haben, um zu fundierten Einschätzungen zu kommen. "Worauf, wenn nicht darauf, sollen wir unsere Einschätzungen denn künftig sonst stützen?“ fragt sich der 28-Jährige. Zwar könne die Wissenschaft nicht die Politik ersetzen, werde aber selbst immer mehr zu einem gesellschaftlichen Akteur.

Quelle: IPK beim idw

Temperaturregulation in Baumkronen, wie Schwermetalle Herbivoren beeinflussen, natürliche Artbildung, die Entwicklung von Fluoreszenzsensoren, ein Zuckerrübenvirus, die (Bio-)Synthese und Chemie von Suberin und Leucin sowie die Wandlung von Streuobstbeständen in der Stadt waren die Themen der zehn ausgezeichneten Master-Arbeiten, die die DBG 2019 prämierte. Die DBG hat damit zum sechsten Mal die mit je 100 Euro dotierten Preise für die besten pflanzenwissenschaftlichen Master-Arbeiten vergeben, die teils während akademischer Abschlussfeiern oder an den Universitäts-Lehrstühlen übergeben wurden. Die Arbeiten fertigten die Preistragenden an den Universitäten Bayreuth, Bielefeld, Bonn, Dresden, Köln, Leipzig, Münster, Oldenburg, Rostock, Salzburg, sowie am Karlsruher Institut für Technologie an. Das Präsidium der DBG dankt allen Jurymitgliedern an den Hochschulen.

Zur Übersicht aller ausgezeichneten MSc Arbeiten

Der Vorstand der Wilhelm-Pfeffer-Stiftung der DBG bittet um Nominierungen für den diesjährigen Preis für die beste pflanzenwissenschaftliche Veröffentlichung („Best-Paper-Preis“). Die mit 1.000 Euro dotierte Auszeichnung wird für herausragende Publikationen des Vorjahres vergeben, die aus einer Master-, Diplom- oder Promotionsarbeit hervorgegangen sind. Der/die Preisträger*in und die ausgezeichnete Veröffentlichung werden am Eröffnungstag der Botanikertagung 2021 vorgestellt und auf der Website präsentiert. Bewerbungsschluss ist der 31. März 2020. Bitte senden Sie die erforderlichen Unterlagen in elektronischer Form an den Präsidenten der Stiftung, Professor Severin Sasso.

Aus den mehr als 190 während der Botanikertagung 2019 in Rostock präsentierten wissenschaftlichen Poster wählten die Teilnehmenden die besten aus. Eine Fachjury zählte die vergebenen Stimmen aus. Folgende Poster von Nachwuchskräften erhielten eine Urkunde und den Betrag von je 137 Euro, weil sich die Gründung der Deutschen Botanischen Gesellschaft in diesem Jahr zum 137ten Mal jährt.

Alle ausgezeichneten Nachwuchstalente und die von ihnen vorgestellten Poster (pdf-Datei)

Wie sich der Klimawandel auf den Blattaustrieb von Gehölzen und das Überleben von Blumen auswirkt, welche Substanzen die Form von Plastiden beeinflussen und welche Eiweiße den Startschuss für die Phloem-Entwicklung geben, sind die Themen der vier Forschenden, die mit den diesjährigen Wissenschaftspreisen der Deutschen Botanischen Gesellschaft (DBG) ausgezeichnet werden. Dr. Constantin Mario Zohner, Dr. Jessica Lee Erickson, Dr. Moisés Expósito Alonso und Dr. Eva-Sophie Wallner erhalten ihre Auszeichnungen während der Botanikertagung vom 16. bis 19. September in Rostock, wo sie den mehr als 420 angemeldeten Pflanzenforscherinnen und –forschern ihre Ergebnisse vorstellen werden.

Wie sich der Klimawandel auf den Blattaustrieb von Gehölzen und das Überleben von Blumen auswirkt, welche Substanzen die Form von Plastiden beeinflussen und welche Eiweiße den Startschuss für die Phloem-Entwicklung geben, sind die Themen der vier Forschenden, die mit den diesjährigen Wissenschaftspreisen der Deutschen Botanischen Gesellschaft (DBG) ausgezeichnet werden. Dr. Constantin Mario Zohner, Dr. Jessica Lee Erickson, Dr. Moisés Expósito Alonso und Dr. Eva-Sophie Wallner erhalten ihre Auszeichnungen während der Botanikertagung vom 16. bis 19. September in Rostock, wo sie den mehr als 420 angemeldeten Pflanzenforscherinnen und –forschern ihre Ergebnisse vorstellen werden.

Exklusiv für Mitglieder steht ein neues Förderinstrument für angehende Pflanzenwissenschaftler*innen zum Abruf bereit, die ein anderes Labor besuchen möchten. Etwa um dort neue Methoden und Techniken zu erlernen oder um Pilotstudien anzuschieben und denen dafür keine eigenen Fördermittel zur Verfügung stehen. Dazu vergibt die DBG bis zu 50 Reise-Stipendien pro Jahr für junge Wissenschaftler*innen in Höhe von bis zu je 400 Euro. Das Präsidium der DBG entscheidet über die Bewilligung der Stipendien.

Die Deutsche Botanische Gesellschaft (DBG) fordert ihre Mitglieder - insbesondere im frühen Karrierestadium (ECRs) - auf, Konzepte für eine pflanzenwissenschaftliche Hot Topic-Tagung einzureichen. Wenn Sie ein Konzept für eine kleinere Tagung zu einem heißen und aktuellen Thema der Pflanzenwissenschaften haben, schlagen Sie dies bitte dem Präsidium der DBG vor. Im Rahmen des Eduard Strasburger-Workshops bietet die DBG eine Unterstützung von bis zu 10.000 Euro für die Durchführung dieser Tagung.

Wichtige Kriterien für die erfolgreiche Bewerbung sind

1. die breite wissenschaftliche oder gesellschaftliche Bedeutung des Themas,
2. ein die Teildisziplinen überspannendes oder interdisziplinäres Format und
3. die Einbindung von Wissenschaftler*innen im frühen Karrierestadium

Wenn (1) oder (2) auf der einen Seite und (3) auf der anderen Seite erfüllt sind, senden Sie bitte Ihren Vorschlag an die Generalsekretärin der DBG. Gerne können Sie auch eine Voranfrage zum Thema an die Generalsekretärin senden.

Antrag und Ausschreibung

Ausschreibung

Anträge zur Ausrichtung eines Eduard Strasburger-HOT TOPIC-Workshops können jederzeit bei der Generalsekretärin der DBG eingereicht werden.

Antragsunterlagen

zu Antrags-Formular und Dokumentation (pdf)

50 Reise-Stipendien für Labor-Besuche

Die DBG vergibt Reise-Stipendien für junge Wissenschaftler*innen, die ein anderes Labor aufsuchen, etwa um dort neue Methoden und Techniken zu erlernen oder um Pilotstudien anzuschieben, in Höhe von bis zu 400 Euro.

> Bewerbungsverfahren: Reise-Stipendium

> Auszahlung des Stipendiums

> Zum online-Bewerbungsformular

Die DBG vergibt Reise-Stipendien für junge Wissenschaftler*innen, die ein anderes Labor aufsuchen, etwa um dort neue Methoden und Techniken zu erlernen oder um Pilotstudien anzuschieben, in Höhe von bis zu 400 Euro.

> Bewerbungsverfahren: Reise-Stipendium

> Auszahlung des Stipendiums

> Zum online-Bewerbungsformular

Für ihre begehrten Nachwuchspreise bittet die DBG wieder um Nominierungen geeigneter Kandidat*innen der Pflanzenwissenschaften. Mit dem seit 1994 vom Verlag Springer Spektrum gestifteten Strasburger-Preis soll eine hervorragende und originelle Leistung von promovierten Pflanzenforscher*innen ausgezeichnet werden. Für den Wilhelm Pfeffer-Preis der gleichnamigen Stiftung bittet die DBG um Hinweise auf herausragende Dissertationen. Mit dem Horst Wiehe-Förderpreis wird eine hervorragende Publikation oder Dissertation ausgezeichnet. Vorschlagsberechtigt sind (habilitierte) Mitglieder der DBG. Auch Außenstehende haben ein Vorschlagsrecht; Selbstvorschläge sind teils ebenfalls möglich.

Zusammenfassung: Übersicht (pdf)

Die beiden Pflanzenforscherinnen Dr. Aleksandra Sapala (MPI für Pflanzenzüchtungsforschung Köln, AG Dr. Richard Smith, Prof. Miltos Tsiantis) und Dr. Jutta Baldauf (Uni Bonn, AG Prof. Frank Hochholdinger) werden den Nachwuchs-Preis für die beste pflanzenwissenschaftliche Veröffentlichung erhalten. Sapala belegte im Fachmagazin eLife (DOI: 10.7554/eLife.32794) mithilfe von Computersimulationen, warum Pflanzen puzzleförmige Zellen bilden und welche Vorteile diese Form mit sich bringt. Sie zeigte damit auch, dass in der Entwicklung von Pflanzen Physik eine ebenso wichtige Rolle spielt, wie Biochemie und Genetik. Baldauf zeigte mit Kreuzungen von Mais-Inzuchtlinien im Fachmagazin Current Biology (DOI: 10.1016/j.cub.2017.12.027), dass in deren ertragreicheren Nachkommen rund 500 Gene mehr aktiv waren als in den Elternpflanzen und hat damit eine Erklärung für den sog. Heterosis-Effekt entdeckt. Sie identifizierte außerdem evolutionsbiologisch junge Gene, die als Marker für zukünftige Züchtungen dienen können. Angesichts der vielen guten Publikationen verleiht die DBG den Best-Paper-Preis der DBG-eigenen Wilhelm-Pfeffer-Stiftung im Jahr 2018 zweimal (s.a. hier) an herausragende Nachwuchsforscher*innen. Die Stiftung hofft, mit den Stiftungserträgen auch in Zukunft je zwei Preisvergaberunden pro Jahr realisieren zu können, um mehr Aufmerksamkeit für die Forschungsleistungen junger Wissenschaftler*innen in der DBG zu erzeugen. Die beiden o.g. Preisträgerinnen werden die Urkunden der Wilhelm-Pfeffer-Stiftung der DBG während der diesjährigen Botanikertagung in Rostock entgegen nehmen. Ihre Preisgelder erhielten sie bereits.

mehr zu den Nachwuchspreisen der DBG

Die DBG zeichnet die beiden Nachwuchswissenschaftler Dr. Katja Meyer (Uni Bielefeld, AG Prof. D. Staiger) und Dr. Max Lauterbach (Uni Mainz, AG Prof. G. Kadereit, nun Australien) mit dem Nachwuchs-Preis für beste pflanzenwissenschaftliche Veröffentlichung 2018 aus. Meyer passte die iCLIP-Technik (individual nucleotide resolution crosslinking and immunoprecipitation) an Pflanzen an und zeigte im Fachmagazin Genome Biology (DOI: 10.1186/s13059-017-1332-x), dass das RNA-Bindeprotein AtGRP7 tagesrhythmische mRNAs reguliert. Lauterbach verglich im Journal Frontiers in Plant Science (DOI: 10.3389/fpls.2017.01939) fünf Arten von Chenopodien und identifizierte dabei Gene, die bisher in der C4-Photosynthese unbekannt waren. Die beiden Preisträger werden die Urkunden der Wilhelm-Pfeffer-Stiftung der DBG im kommenden Jahr während der Botanikertagung in Rostock entgegen nehmen. Ihre Preisgelder erhalten sie bereits jetzt.

mehr zu den Nachwuchspreisen der DBG

Linda Titkemeier erhielt den Preis für die beste pflanzenwissenschaftliche Master-Arbeit, die an der Carl von Ossietzky Universität Oldenburg im Jahr 2017 erstellt wurde, von der Deutschen Botanischen Gesellschaft.

Titel der ausgezeichneten Arbeit

"Entwicklung geeigneter Lernhilfen für die Pflanzenbestimmungsübungen.
Eine Studie zur Erfassung der Kenntnisse von Schülern und Studenten im Bereich Pflanzenaufbau/Artenkenntnis."

Diese Arbeit untersucht erstmals den Wissenszuwachs von Biologiestudierenden durch Pflanzenbestimmungskurse und thematisiert darauf aufbauend Möglichkeiten zur weiteren Lernsteigerung.

Das Programm des Eduard-Strasburger Workshops mit dem Titel Power Plants in Plants – Mitochondrial Functions in the Green Lineage ist fertig und informiert über RednerInnen und die Titel der Vorträge sowie über den Tagungsort und den öffentlichen Nahverkehr. Die Organisatorinnen, Dr. Stefanie Müller-Schüssele und Dr. Mareike Schallenberg-Rüdinger, freuen sich auf eine interessante Tagung vom 17. bis 19. April 2018 on Bonn.

> Programm (pdf-Datei)

Das Programm des Eduard-Strasburger Workshops mit dem Titel Power Plants in Plants – Mitochondrial Functions in the Green Lineage ist fertig und informiert über RednerInnen und die Titel der Vorträge sowie über den Tagungsort und den öffentlichen Nahverkehr. Die Organisatorinnen, Dr. Stefanie Müller-Schüssele und Dr. Mareike Schallenberg-Rüdinger, freuen sich auf eine interessante Tagung vom 17. bis 19. April 2018 on Bonn.

> Programm (pdf-Datei)

Vom 17. bis 19. April diskutieren Nachwuchsforscherinnen und -forscher die Funktion der Mitochondrien als Kraftwerke der Pflanze an der Uni Bonn. Anmeldungen für den von der DBG geförderten Eduard-Strasburger Workshop mit dem Titel Power Plants in Plants – Mitochondrial Functions in the Green Lineage sind ab sofort möglich. Die Organisatorinnen, Dr. Stefanie Müller-Schüssele und Dr. Mareike Schallenberg-Rüdinger, freuen sich auf Ihre Anmeldung bis zum 10. März 2018 und einen interessanten Workshop.

> Poster: speakers and schedule (pdf-Datei)

> Anmeldung (Word-dotx-Datei)

> Venue: Bonn University, Institute for Cellular and Molecular Biology (IZMB), Kirschallee 1, 53115 Bonn, Germany

Vom 17. bis 19. April diskutieren Nachwuchsforscherinnen und -forscher die Funktion der Mitochondrien als Kraftwerke der Pflanze an der Uni Bonn. Anmeldungen für den von der DBG geförderten Eduard-Strasburger Workshop mit dem Titel Power Plants in Plants – Mitochondrial Functions in the Green Lineage sind ab sofort möglich. Die Organisatorinnen, Dr. Stefanie Müller-Schüssele und Dr. Mareike Schallenberg-Rüdinger, freuen sich auf Ihre Anmeldung bis zum 10. März 2018 und einen interessanten Workshop.

> Poster: speakers and schedule (pdf-Datei)

> Anmeldung (Word-dotx-Datei)

> Venue: Bonn University, Institute for Cellular and Molecular Biology (IZMB), Kirschallee 1, 53115 Bonn, Germany

Warum invasive Nacktschnecken manche Salatköpfe verschlingen und andere verschmähen war Thema einer der ausgezeichneten Masterarbeiten (kleiner Tipp: es liegt nicht direkt am Salat). Die anderen thematisierten, welche Funktionen N-glykosylierte Proteine in Pflanzen haben, was auf genetischer Ebene passiert, wenn die Entwicklung der Chloroplasten gehemmt wird, oder welche Substanzen einer invasiven Pflanze erhebliche Ernteausfälle verursachen. Und eine Arbeit klärte die Identität dreier schon vor mehr als 100 Jahren beschriebenen Taxa der einzelligen Trachelomonas Algen. Bereits zum vierten Mal hat die Deutsche Botanische Gesellschaft (DBG) damit Preise für die besten pflanzenwissenschaftlichen Master-Arbeiten verliehen. Sie gingen dieses Jahr an drei Biologinnen und zwei Biologen an den Universitäten Bielefeld, Münster, Salzburg, Kiel sowie an der Münchner LMU. Die Kurzfassungen der Arbeiten und Bilder stehen nun auf der Website zum Abruf bereit.

Zur Übersicht aller ausgezeichneten MSc Arbeiten

Warum invasive Nacktschnecken manche Salatköpfe verschlingen und andere verschmähen war Thema einer der ausgezeichneten Masterarbeiten (kleiner Tipp: es liegt nicht direkt am Salat). Die anderen thematisierten, welche Funktionen N-glykosylierte Proteine in Pflanzen haben, was auf genetischer Ebene passiert, wenn die Entwicklung der Chloroplasten gehemmt wird, oder welche Substanzen einer invasiven Pflanze erhebliche Ernteausfälle verursachen. Und eine Arbeit klärte die Identität dreier schon vor mehr als 100 Jahren beschriebenen Taxa der einzelligen Trachelomonas Algen. Bereits zum vierten Mal hat die Deutsche Botanische Gesellschaft (DBG) damit Preise für die besten pflanzenwissenschaftlichen Master-Arbeiten verliehen. Sie gingen dieses Jahr an drei Biologinnen und zwei Biologen an den Universitäten Bielefeld, Münster, Salzburg, Kiel sowie an der Münchner LMU. Die Kurzfassungen der Arbeiten und Bilder stehen nun auf der Website zum Abruf bereit.
Zur Übersicht aller ausgezeichneten MSc Arbeiten

Die Einstein Stiftung Berlin ergänzt ihr Förderportfolio um weitere Förderprogramme: Mit Hilfe von „Einstein-Profil-Professuren“ sollen an den Berliner Universitäten zusätzliche Stellen geschaffen werden, die für den Wissenschaftsstandort von strategischer Bedeutung sind. Zur Förderung der Wissenschaftsfreiheit sollen zudem zeitlich befristet „Einstein-Gastprofessuren“ sowie „Einstein Junior Scholarships“ ermöglicht werden.
Quelle: Einstein Stiftung

Der 3. Eduard Strasburger Workshop mit dem Titel Two Genomes in one Cell - Communication and Conflict lockte mehr als 40 Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler der Polyploidie- und Hybridisierungsforschung nach Bremen. Dort thematisierten sie, welche Schwierigkeiten Zellen meistern, die ihre Chromosomensätze mischen oder gar vervielfältigen. Der Workshop fand vom 30. August und 1. September 2017 statt unter der Regie der Nachwuchswissenschaftler Dawit Girma Tekleyohans, Niklas Buhk und Thomas Nakel der Universitäten Oldenburg und Bremen. Die vorwiegend jungen Nachwuchskräfte reisten aus mehreren Nationen an, darunter Deutschland, Österreich, Schweiz, Schweden und Pakistan, was die internationale Relevanz des Themas unterstreicht. Die Organisatoren berichten in ihrer Tagungsnachlese unter anderem über neue Modellpflanzen, einen Genomschock, eine Methode zum Nachweis von drei Eltern und in welcher Weise junge Forschende bevorzugt wurden.

Der Europäische Dachverband für Pflanzenwissenschaften FESPB (Federation of European Societies of Plant Biology) vergibt Reisestipendien für Nachwuchskräfte, wie beispielsweise den FESPB travel grants for students and post-docs. Dazu müssen sie an einer Universität / einem wissenschaftlichen Institut in einem der Länder arbeiten, aus denen die Mitgliedsgesellschaften der FESPB stammen, etwa Deutschland oder Österreich. Den Stipendiaten winken ein freier Eintritt zum Kongress Plant Biology Europe (PBE) 2018 sowie freie Unterkunft für vier Nächte. Bewerbungsschluss ist der 20. Januar 2018. Die Gewinner werden am 28. Februar bekannt gegeben. Auf der Website sind weitere Stipendien genannt.

zu den Stipendien

Aus den 235 während der Botanikertagung 2017 in Kiel präsentierten Poster wählten Fach-Jurys die besten aus. Folgende Poster von Nachwuchskräften erhielten eine Urkunde und den Betrag von 135 Euro, weil sich die Gründung der Deutschen Botanischen Gesellschaft in diesem Jahr zum 135ten Mal jährt.

Alle ausgezeichneten Nachwuchstalente und die von ihnen vorgestellten Poster (pdf-Datei)

Im Sommer diskutieren Nachwuchsforscherinnen und -forscher die Themen Kommunikation und Konflikt, die durch zwei Genome in einer Zelle entstehen. Dazu findet am 30. August und 1. September 2017 in Bremen der dritte Eduard-Strasburger Workshop mit dem Titel Two genomes in one cell - communication and conflict statt. Der von der DBG geförderte Workshop dient dem Austausch der Nachwuchskräfte, bringt sie mit etablierten Forschenden zusammen und ermöglicht ihnen in einem geschützten Rahmen ihre wissenschaftlichen Kenntnisse zu diskutieren, zu vertiefen und ihr Netzwerk auszubauen. Anmeldeschluss für das begehrte Format, das von jungen Wissenschatlern der Universitäten Bremen und Oldenburg (Dr. Dawit Girma Tekleyohans, M.Sc. Thomas Nakel, M.Sc. Niklas Buhk) organisiert wird, ist der 31. Juli 2017.

> Poster (pdf-Datei)

> Einladung und Thema (pdf-Datei)

> Anmeldung (pdf-Datei)

> Details auf der Website: http://www.uni-bremen.de/en/molgen/strasburger-2017.html">http://www.uni-bremen.de/en/molgen/strasburger-2017.html

Im Sommer diskutieren Nachwuchsforscherinnen und -forscher die Themen Kommunikation und Konflikt, die durch zwei Genome in einer Zelle entstehen. Dazu findet am 30. August und 1. September 2017 in Bremen der dritte Eduard-Strasburger Workshop mit dem Titel Two genomes in one cell - communication and conflict statt. Der von der DBG geförderte Workshop dient dem Austausch der Nachwuchskräfte, bringt sie mit etablierten Forschenden zusammen und ermöglicht ihnen in einem geschützten Rahmen ihre wissenschaftlichen Kenntnisse zu diskutieren, zu vertiefen und ihr Netzwerk auszubauen. Anmeldeschluss für das begehrte Format, das von jungen Wissenschatlern der Universitäten Bremen und Oldenburg (Dr. Dawit Girma Tekleyohans, M.Sc. Thomas Nakel, M.Sc. Niklas Buhk) organisiert wird, ist der 31. Juli 2017.

> Poster (pdf-Datei)

> Einladung und Thema (pdf-Datei)

> Anmeldung (pdf-Datei)

> Details auf der Website: http://www.uni-bremen.de/en/molgen/strasburger-2017.html">http://www.uni-bremen.de/en/molgen/strasburger-2017.html

Die DBG vergibt auch dieses Jahr wieder Zuschüsse für junge Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler, die mit einem Vortrag oder einem Poster an der Botanikertagung teilnehmen. Sie ist Studierenden sowie nicht voll vergüteten jungen Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler vorbehalten, die Mitglied der DBG sind.

Reisekostenzuschuss: Details und Antragsformular im Intranet

> erst Mitglied werden

Die DBG vergibt auch dieses Jahr wieder Zuschüsse für junge Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler, die mit einem Vortrag oder einem Poster an der Botanikertagung teilnehmen. Sie ist Studierenden sowie nicht voll vergüteten jungen Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler vorbehalten, die Mitglied der DBG sind.

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Von Nachwuchswissenschaftlern für Nachwuchswissenschaftler

Wenn Sie Postdoc oder Doktorand sind, eine Idee für einen Workshop über eine aktuelle pflanzenwissenschaftliche Thematik mit interdisziplinären Ansätzen haben und eine Plattform für einen lebendigen Austausch von Doktoranden untereinander veranstalten möchten, schicken Sie Ihr Konzept bitte an den Vorstand der DBG, der Ihre Veranstaltung im Rahmen eines Eduard Strasburger-Workshops mit bis zu 5.000 € unterstützt. Bitte wenden Sie sich jederzeit an den Präsidenten der DBG. Der zweite Eduard Strasburger-Workshop fand im September 2016 in München statt und hatte den Titel "Phylogenomics - The next generation of evolutionary botany". In ihrer Tagungsnachlese thematisieren die Organisatorinnen Susann Wicke und Dörte Harpke nicht nur die Tagungsschwerpunkte sondern auch die Sorgen der Nachwuchskräfte.

Details im aktuellen Ausschreibungstext (pdf)

Von Nachwuchswissenschaftlern für Nachwuchswissenschaftler

Wenn Sie Postdoc oder Doktorand sind, eine Idee für einen Workshop über eine aktuelle pflanzenwissenschaftliche Thematik mit interdisziplinären Ansätzen haben und eine Plattform für einen lebendigen Austausch von Doktoranden untereinander veranstalten möchten, schicken Sie Ihr Konzept bitte an den Vorstand der DBG, der Ihre Veranstaltung im Rahmen eines Eduard Strasburger-Workshops mit bis zu 5.000 € unterstützt. Bitte wenden Sie sich jederzeit an den Präsidenten der DBG. Der zweite Eduard Strasburger-Workshop fand im September 2016 in München statt und hatte den Titel "Phylogenomics - The next generation of evolutionary botany". In ihrer Tagungsnachlese thematisieren die Organisatorinnen Susann Wicke und Dörte Harpke nicht nur die Tagungsschwerpunkte sondern auch die Sorgen der Nachwuchskräfte.

Details im aktuellen Ausschreibungstext (pdf)

Die Allianz der Wissenschaftsorganisationen begrüßt, dass Bund und Länder mit dem Programm zur Förderung des wissenschaftlichen Nachwuchses (sog. „Nachwuchspakt“) die Situation junger Wissenschaftler in Deutschland verbessern und damit das deutsche Wissenschaftssystem im internationalen Wettbewerb stärken möchten. Bei der Ausgestaltung des Nachwuchspaktes komme es jetzt darauf an, die langfristige Wirksamkeit des Programms und seine bestmögliche Passung zu bestehenden erfolgreichen Fördermaßnahmen durch ein wissenschaftsgeleitetes Monitoring sicherzustellen. Für dieses Monitoring sollten rechtzeitig ein Auftrag erteilt und die erforderlichen Ressourcen eingeplant werden. Die Leopoldina veröffentlichte die gemeinsame Stellungnahme der Allianz der Wissenschaftsorganisationen.
Quelle: Leopoldina

Die Deutsche Botanische Gesellschaft hat die Preise für die besten pflanzenwissenschaftlichen Master-Arbeiten des vergangenen Jahres verliehen, deren Kurzfassungen nun auf der Website stehen. Neben den Namen der Preisträgerinnen und Preisträger sind auch die Titel und die Zusammenfassungen der Ergebnisse abrufbar. Die Arbeiten entstanden an sieben Universitäten:

• Wie Glucosinolatgehalte und Verwandtschaft verschiedener Grünkohlsorten zusammenhängen
• Warum sich der Erfolg der invasiven Prunus serotina nicht durch höhere Salztoleranz erklären lässt, obwohl die Spätblühende Traubenkirsche in verschiedenen Entwicklungsstadien unterschiedlich tolerant gegenüber salzhaltigen Aerosolen ist
• Die erste pflanzensoziologische Analyse der zwergwüchsigen Nadelhölzer im schweizer „Hexenwäldli“ lieferte Hinweise auf zwei verschiedene Gesellschaften
• Welche molekularen SSR-Marker für die praktische Kartoffel-Züchtung entwickelt wurden und was der Test an zwei Kartoffelsortimenten ergab
• In Frankfurts Pflasterfugen kommen auf 1 % der Stadtfläche nicht nur fast ein Viertel aller bislang in der Stadt gemeldeten Sippen vor, dort ist eine Pflanze erstmals auch in Deutschland nachgewiesen worden
• In der vielzelligen Grünalge Volvox carteri sind nun diejenigen Genfamilien charakterisiert, die im Laufe der Evolution von einzelligen Organismen zu Vielzellern neu entstanden sind
• Erste Belege über die physiologische Funktion der Protease DEG10 zeigt deren Rolle beim Wurzelwachstum in Arabidopsis, insbesondere unter Temperaturstress.

DBG verleiht drei Wissenschaftspreise

Zur Eröffnung der Botanikertagung 2015 wurden die drei Preise der DBG zur Auszeichnung hervorragender Nachwuchswissenschaftler verliehen:

Eduard Strasburger-Preis 2015
an
Dr. Andreas Fleischmann
Evolution of genome size and chromosome number in the carnivorous plant genus Genlisea (Lentibulariaceae), with a new estimate of the minimum genome size in angiosperms. Ann Bot. 114(8): 1651-1663
mehr in der Pressemitteilung und in der Laudatio (pdf)

Wilhelm Pfeffer-Preis 2015
an
Dr. Manuel Steinbauer
The Effect of Spatial and Environmental Drivers on Patterns in Species Richness and Composition, Dissertation Uni Bayreuth
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Horst Wiehe-Preis 2015
an
Dr. Jonas Zimmermann
Design and valuation of DNA-Barcoding high throughput methods for analyzing diatom diversity: a test case along a south-north gradient in Central Europe (Rivers Lusatian Neisse/Oder), Dissertation Uni Giessen
mehr in der Pressemitteilung

Small Natural Products in Ecology and Evolution

From 21^st to 23^rd September 2014 (2 p.m. to 2 p.m.) the first Eduard Strasburger-Workshop of the German Botanical Society (DBG) will take place in Nuremberg, Germany. Entitled “Linking the biochemistry of small natural products to ecology and evolution” it is organized from young plant biologists for young plant biologists exclusively. The location where the participants will meet is the Hostel in Nuremberg located in the famous 500 year-old castle. Please send your application until 31st August to the organizers Dr. Nadine Meitinger and M.Sc. Daniel Geiger from the Department Biology at the Institute of Pharmaceutical Biology of the Friedrich-Alexander-University Erlangen-Nuremberg (FAU).
Application form (pdf)

Drei Nachwuchsforschenden verlieh die DBG Preise für ihre hervorragenden Arbieten am Eröffnungstag der Botanikertagung 2013:

Eduard Strasburger-Preis 2013
an
Dr. Adrian Alder
The path from β-carotene to carlactone, a strigolactone-like plant hormone. Erschien in der Zeitschrift Science und ist Teil seiner Dissertation
mehr in der Pressemitteilung und in der Laudatio (pdf)

Wilhelm Pfeffer-Preis 2013
an
Dr. Dominik Großkinsky
Characterisation of Cytokinin mediated Resistance and Biocontrol Effects against Pseudomonas syringae in Arabidopsis and Tobacco. Dissertation an der Uni Graz
mehr in der Pressemitteilung und in der Laudatio (pdf)

Horst Wiehe-Preis 2013
an
Dr. Martin Bringmann
Identification of novel components that connect cellulose synthases to the cytoskeleton
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Studierende suchen Praktikumsplätze, Dozenten Exkursionsziele. Daher haben wir die Erfahrungen und Ideen von Kolleginnen und Kollegen für Sie zusammengestellt. Die unten stehende Tabelle entstand während der Umfrage unter den DBG-Mitgliedern im Jahr 2012. Die Angaben erfolgen ohne Gewähr. Ergänzungen, Verbesserungen und Präzisierungen sind stets willkommen, damit diese "Keimzelle" der Information sich weiter entwickeln kann. Wir hoffen, Sie mit diesen Informationen zu unterstützen.

zur Tabelle "Exkursionen und Praktika" (pdf)

Auch dieses Jahr übernimmt die DBG wieder drei Patenschaften für Nachwuchsforscherinnen und -forscher im Rahmen des RISE-Programms (Research Intership in Science and Engineering) des DAAD. Das heißt sie ermöglicht drei jungen Wissenschaftlern einen Mitarbeiter für die eigene Dissertation für sich gewinnen zu können.
Wie das RISE-Programm funktioniert

Auch dieses Jahr fördert die DBG ausländische Studierende, die einer hiesigen Doktorandin oder einem Doktoranden zur Hand gehen. Organisiert wird der Austausch, bei dem Nordamerikanische und Britische Studierende in deutsche Hochschulen und pflanzenwissenschaftliche Labore schnuppern, vom Deutschen Akademischen Austauschdienst (DAAD). In diesem „Research Internships in Science and Engineering (RISE)“ genannten Programm koordiniert der DAAD die Zusammenführung der Doktoranden-Praktikanten-Paare und erstellt das Ranking unter den eingegangenen Bewerbungen. Drei dieser Stipendien in diesem Jahr finanziert wieder die DBG.

Details zu RISE

Bericht über eine frühere Doktoranden-Praktikanten-Zusammenarbeit in den Pflanzenwissenschaften

Details beim DAAD

Zur Eröffnung der Botanikertagung 2011 hat die DBG Preise an drei hervorragende Nachwuchswissenschaftler verliehen:

Eduard Strasburger-Preis 2011
an
Dr. Hans-Henning Kunz
Biochemische Charakterisierung der Fettsäure-Beta-Oxidation als Teil des Dunkelstoffwechsels von Arabidopsis thaliana. Dissertation, Universität Köln
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Wilhelm Pfeffer-Preis 2011
an
Dr. Marco Todesco
Overt and Cryptic Natural Genetic Variation in Arabidopsis thaliana. Dissertation, MPI Tübingen
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Horst Wiehe-Preis 2011
an
Dr. Alexandra C. Furch
Calcium-regulierter Verschluss der Siebelemente. Dissertation, Justus-Liebig-Universität Gießen
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Alle zwei Jahre verleiht die Gesellschaft Wissenschaftspreise an junge Forschende, um deren herausragende Leistungen in den Pflanzenwissenschaften zu würdigen.

Den Strasburger-Preis erhielt Dr. Marion Eisenhut für ihre Arbeit: Eisenhut M, Ruth W, Haimovich M, Bauwe H, Kaplan A, Hagemann M (2008): The photorespiratory glycolate metabolism is essential for cyanobacteria and might have been conveyed endosymbiontically to plants. erschienen in PNAS
mehr in der Pressemitteilung und in der Laudatio (pdf, 0,1 MB)

Der Wilhelm-Pfeffer-Preis ging an Dr. Eva Nowack für ihre Doktorarbeit „Paulinella chromatophora - a Model for the Acquisition of Photosynthesis by Eukaryotes“, die 2009 im Cuvillier Verlag Göttingen erschien
mehr in der Pressemitteilung und in der Laudatio (pdf, 0,1 MB)

Der Horst-Wiehe-Preis wurde Dr. Martin Lysak verliehen für seine Arbeit "Mechanisms of chromosome number reduction in Arabidopsis thaliana and related Brassicaceae species", erschienen in PNAS
mehr in der Pressemitteilung und in der Laudatio (pdf, 0,1 MB)

Im kommenden Jahr wird die DBG wieder drei Patenschaften im Rahmen des RISE-Programms (Research Intership in Science and Engineering) des DAAD übernehmen, meldet der Schatzmeister der Gesellschaft.

Alle zwei Jahre verleiht die DBG Preise an NachwuchswissenschaftlerInnen, um deren besondere Leistungen auf dem Gebiet der Pflanzenwissenschaften zu würdigen.

Der Strasburger-Preis ging an Dr. Ansgar Kahmen

die Laudatio (pdf-Datei) hielt der Präsident der DBG, Prof. Dr. Ulf-Ingo Flügge

Den Horst-Wiehe-Preis erhielt Dr. Iris Finkemeier

Die Laudatio (pdf-Datei) hielt der Präsident der DBG, Prof. Dr. Ulf-Ingo Flügge

Der Wilhelm-Pfeffer-Preis wurde Dr. Bationa Shahollari verliehen. 

Die Laudatio (pdf-Datei) hielt der Präsident der Wilhelm-Pfeffer-Stiftung,
Prof. Dr. Christian Wilhelm

Die DBG übernimmt Patenschaften, um den Austausch junger WissenschaftlerInnen zu fördern. Dazu unterstützt die Gesellschaft das RISE-Programm (Research Internship in Science and Engineering) des Deutsch Akademischen Austauschdienstes (DAAD). Wie das RISE-Programm die wissenschaftliche Zusammenarbeit zwischen Deutschland, USA, Canada und Großbritannien fördert, stellt Dr. Christian Schäfer vom DAAD in Bonn vor.

Ausschreibung

Anträge zur Ausrichtung eines Eduard Strasbruger Workshop können jederzeit beim Präsidenten der DBG eingereicht werden.

Antragsunterlagen

Antrags-Formular und Dokumentation (pdf-Dokument)

Wissenschaftler*innen im frühen Karrierestadium zu fördern ist eines der Hauptziele der DBG. Dazu verleiht sie Preise für herausragende wissenschaftliche Arbeiten angehender Forscherinnen und Forscher. So kann sie mehr Aufmerksamkeit auf sie lenken und ihrer Karriere Auftrieb verleihen. Die DBG

• verleiht den Wilhelm Pfeffer-Preis für bedeutende Dissertationen
• vergibt einen Preis für die beste Veröffentlichung
• verleiht den Horst Wiehe-Förderpreis für eine wissenschaftliche Arbeit
• ist an der Verleihung des Strasburger-Preises für herausragende und originelle Leistungen eines Promovierten auf dem Gebiet der Botanik beteiligt

Jedes Jahr verleiht die Gesellschaft Preise für die besten pflanzenwissenschaftlichen Master-Arbeiten, die an den daran teilnehmenden Hochschulen angefertigt wurden.

Angehende Pflanzenforscher und Pfanzenfoscherinnen können sich um die Ausrichtung des „Eduard Strasburger-Workshops - von jungen Wissenschaftler*innen für junge Wissenschaftler*innen“ bewerben. Dieses Format eines DBG-getragenen Workshops zur Förderung junger Pflanzenwissenschaftler soll durch eine kleine Gruppe Graduierter unter der Schirmherrschaft einer wissenschaftlichen Einrichtung organisiert werden, etwa zwei Tage dauern und für etwa 25-40 Teilnehmende ausgerichtet werden. Die DBG stellt dafür jeweils bis zu 5.000 Euro zur Verfügung.

Außerdem kann man sich um die Ausrichtung eines Eduard Strasburger-Workshops zu Hot Topics bewerben.

Die Gesellschaft vergibt Reisekostenzuschüsse an Wissenschaftler*innen im frühen Karrierestadium, die mit einem Vortrag oder Poster am Kongress der DBG, der Botanik-Tagung teilnehmen. Antragstermine und Modalitäten werden den Mitgliedern jeweils im Newsletter und im Intranet bekannt gegeben.

Die Gesellschaft sponsert auf Antrag solche Tagungen über Pflanzenforschung und Botanik, wenn sie die Teilnahme für Wissenschaftler*innen im frühen Karrierestadium erleichtert.

Die Gesellschaft unterstützte viele Jahre lang das RISE-Programm (Research Internship in Science and Engeneering) des Deutsch Akademischen Austauschdienstes (DAAD): junge Nachwuchskräfte aus Übersee oder Großbritannien forschen mehrere Wochen gemeinsam mit Doktorandinnen und Doktoranden an einer deutschen Hochschule. Deutsche können sich auch für Praktika in Nordamerika bewerben.

Momentan keine Beteiligung der DBG.

Die Wilhem Pfeffer-Stiftung der DBG verleiht den Wilhelm Pfeffer-Preis i.d.R. im zwei-Jahres-Turnus. Folgende Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler erhielten diese Auszeichnung bislang:

2024

Dr. Henryk Straube

Straube, Henryk (2023): Investigation of the metabolism of rare nucleotides in plants. Dissertation. Gottfried Wilhelm Leibniz Universität Hannover, 241 S., Referent: Prof. Dr. Claus-Peter Witte. DOI: https://doi.org/10.15488/13270 

mehr in der Pressemitteilung und in der englischen Laudatio (pdf)

2022

Dr. Rabea Meyberg

Rabea Meyberg (2020): Conserved key players required for Physcomitrella patens male fertility are affected by accumulation of (epi-) mutations. Dissertation https://archiv.ub.uni-marburg.de/diss/z2020/0063/   

mehr in der Pressemitteilung und in der englischen Laudatio (pdf)

2019

Dr. Jessica Lee Erickson    

Erickson JL (2019): Shaping plastid stromules. Dissertation, Faculty of Biology, Department of Plant Physiology, Martin Luther University Halle-Wittenberg. DOI: http://dx.doi.org/10.25673/13909

mehr in der Pressemitteilung

Dr. Moisés Expósito Alonso

Expósito-Alonso M (2018): On climate change and genetic evolution in Arabidopsis thaliana. Dissertation. Max Planck Institute for Developmental Biology and Eberhard Karls University of Tübingen. DOI: http://dx.doi.org/10.15496/publikation-26332 

mehr in der Pressemitteilung

2017

Dr. Inês Barbosa

Barbosa IC (2015): Trafficking and polarity control of the D6 PROTEIN KINASE from Arabidopsis thaliana. Doktorarbeit an der Technischen Universität München (TUM). Wesentliche Teile sind publiziert in:
Barbosa IC, Shikata H, Zourelidou M, Heilmann M, Heilmann I, Schwechheimer ( (2016): Phospholipid composition and a polybasic motif determine D6 PROTEIN KINASE polar association with the plasma membrane and tropic responses. Development 143(24):4687-4700. DOI: 10.1242/dev.137117
Barbosa IC, Zourelidou M, Willige BC, Weller B, Schwechheimer C (2014): "D6 PROTEIN KINASE activates auxin transport-dependent growth and PIN-FORMED phosphorylation at the plasma membrane. Developmental Cell 29(6):674-685. DOI: 10.1016/j.devcel.2014.05.006

mehr in der Pressemitteilung

2015

Dr. Manuel Steinbauer

The Effect of Spatial and Environmental Drivers on Patterns in Species Richness and Composition

mehr in der Pressemitteilung

2013

Dr. Dominik Großkinsky

Characterisation of Cytokinin mediated Resistance and Biocontrol Effects against Pseudomonas syringae in Arabidopsis and Tobacco. Dissertation an der Uni Graz

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2011

Dr. Marco Todesco

Overt and Cryptic Natural Genetic Variation in Arabidopsis thaliana. Dissertation, MPI Tübingen
Einige Ergebnisse der Arbeit sind in Nature publiziert.

mehr in der Pressemitteilung und in der Laudatio (pdf)

2009

Dr. Eva Nowack

Nowacks Doktorarbeit ist 2009 im Cuvillier Verlag Göttingen unter dem Titel „Paulinella chromatophora - a Model for the Acquisition of Photosynthesis by Eukaryotes“ erschienen (ISBN 978-3-86727-946-8).

mehr in der Pressemitteilung und in der Laudatio (pdf Datei, 0,1 MB)

2006

Dr. Bationa Shahollari

Molecular analyses of the interaction between Arabidopsis thaliana and the endophytic fungus Piriformospora indica. Dissertation, Universität  

mehr in der Laudatio (pdf-Datei)

2004

Dr. Sophie Karrenberg van der Nat

Tree regeneration on the flood plain of an Alpine river. Dissertation, Universität

mehr in der Laudatio (pdf-Datei, 0,2 MB)

2002

Dr. Micheal Knoblauch

Entwicklung neuer Methoden zur Untersuchung der Struktur und Funktion des Transportphloems in vivo. Dissertation, Universität

mehr in der Laudatio (pdf-Datei, 0,2 MB)

2000

Dr. Christine Oesterhelt

A sweet live at pH 1 - Characterization of a sugar/polyol-uptake system in the unicellular acidophilic red alga Galdieria sulphurarua
Dissertation, Universität

1998

Dr. Christina Kühn

Charakterisierung und Lokalisierung des Saccharosetransporters SUT1 in Solanaceen. Dissertation, Universität

1996

Dr. Arthur Schüßler

Strukturelle und funktionelle Charakterisierung der Pilz/Blaualgen Endosymbiose Geosiphon pyriforme: Physiologie, Zellbiologie und Taxonomie. Dissertation, Universität

1993

Dr. Karin Hauser

Saccharomyces cerevisiae alpha-Agglutinin: Reinigung, Charakterisierung, Klonierung des Gens und Nachweis einer aktiven Domäne. Dissertation, Universität

1992

Dr. Rebecca Klink

Elektronenmikroskopische Darstellung der Tonoplasten-ATPase bei der C3-CAM-intermediären Pflanze Mesembryanthemum crystallinum. Dissertation, Universität

Folgende Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler erhielten den Preis für die beste pflanzenwissenschaftliche Veröffentlichung. Die Wilhem Pfeffer-Stiftung verleiht diese Auszeichnung im zwei-Jahres-Turnus für Veröffentlichungen, die aus einer Master-, Diplom- oder Doktorarbeit hervorgingen.

2023

Dr. Pratibha Kumari

Kumari, P., Dahiya, P., Livanos, P., Zergiebel, L., Kölling, M., Poeschl, Y., Stamm, G., Hermann, A., Abel S., Müller, S., Bürstenbinder, K. (2021): IQ67 DOMAIN proteins facilitate preprophase band formation and division-plane orientation. Nat. Plants 7, 739–747. https://doi.org/10.1038/s41477-021-00923-z

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2021

Dr. Katharina Bursch

Bursch, K., Toledo-Ortiz, G., Pireyre, M., Lohr, M., Braatz, C., Johansson, H. (2020): Identification of BBX proteins as rate-limiting cofactors of HY5. Nature Plants, 6, 921–928. DOI: https://doi.org/10.1038/s41477-020-0725-0

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2020

Dr. Norbert Bittner

Bittner, N., Hundacker, J., Achotegui-Castells, A., Anderbrant, O., Hilker, M. (2019): Defense of Scots pine against sawfly eggs (Diprion pini) is primed by exposure to sawfly sex pheromones. PNAS, 116, 24668-24675. DOI: https://doi.org/10.1073/pnas.1910991116

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2019

Dr. Jutta Baldauf

Baldauf J.A., C. Marcon, A. Lithio, H. Schoof, D. Nettleton, F. Hochholdinger (2018): Single-Parent Expression is a general mechanism driving extensive complementation of non-syntenic genes in maize hybrids. Current Biology 28, 431–437. DOI: https://doi.org/10.1016/j.cub.2017.12.027

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Dr. Aleksandra Sapala

Sapala A., A. Runions, A.-L. Routier-Kierzkowska, M. Das Gupta, L. Hong, H. Hofhuis, S. Verger, G. Mosca, C.-B. Li, A. Hay, O. Hamant, A.H.K. Roeder, M. Tsiantis, P. Prusinkiewicz, R. S. Smith (2018): Why plants make puzzle cells, and how their shape emerges. eLife. DOI: https://doi.org/10.7554/eLife.32794

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2018

Dr. Katja Meyer

Meyer K., T. Köster, C. Nolte, C. Weinholdt, M. Lewinski, I. Grosse, D. Staiger (2017): Adaptation of iCLIP to plants determines the binding landscape of the clock-regulated RNA-binding protein AtGRP7. Genome Biology 18, 204. DOI: https://doi.org/10.1186/s13059-017-1332-x

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Dr. Max Lauterbach

Lauterbach, M., Schmidt, H., Billakurthi, K., Hankeln, T., Westhoff, P. Gowik, U., Kadereit, G (2017): De novo Transcriptome Assembly and Comparison of C3, C3-C4, and C4 Species of Tribe Salsoleae (Chenopodiaceae). Front. Plant Sci. 8, 1939. DOI: https://doi.org/10.3389/fpls.2017.01939  

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2016

Dr. Meret Huber

M. Huber, J. Epping, C. Schulze Gronover, J. Fricke, Z. Aziz, T. Brillatz, M. Swyers, T.G. Köllner, H. Vogel, A. Hammerbacher, D. Triebwasser-Freese, C. A. M. Robert, K. Verhoeven, V. Preite, J. Gershenzon, M. Erb (2016): A Latex Metabolite Benefits Plant Fitness under Root Herbivore Attack. Plos Biology. DOI: 10.1371/journal.pbio.1002332

Dr. Bettina Ohse

Ohse B, Hammerbacher A, Seele C, Meldau S, Reichelt M, Ortmann S, Wirth C (2016) Salivary cues: Simulated roe deer browsing induces systemic changes in phytohormones and defense chemistry in wild-grown maple and beech saplings. Functional Ecology. DOI: 10.1111/1365-2435.12717,

2014

Dr. Maria Will

Will M and Claßen-Bockhoff R (2014): Why Africa matters: evolution of OldWorld Salvia (Lamiaceae) in Africa. Annals of Botany 114: 61–83 DOI: 10.1093/aob/mcu081

Dr. David Heckmann

Heckmann D, Schulze S, Denton A, Gowik U, Westhoff P, Weber APM, Lercher MJ (2013): Predicting C4 Photosynthesis Evolution:
Modular, Individually Adaptive Steps on a Mount Fuji Fitness Landscape. Cell, 153, 1579–1588. DOI: 10.1016/j.cell.2013.04.058

2012

Dr. Katharine G. Rascher
&
Christine Hellmann

Katherine G. Rascher, Christine Hellmann, Cristina Máguas, Christiane Werner (2012): Community scale 15N isoscapes: tracing the spatial impact of an exotic N2-fixing invader. Ecology Letters 15: 484–491. DOI: 10.1111/j.1461-0248.2012.01761.x

2010

Dr. Michelle Ast
&
Dr. Ansgar Gruber

M. Ast, A. Gruber, S. Schmitz-Esser, H. E. Neuhaus, P. G. Kroth, M. Hoern & I. Haferkamp (2009): Diatom plastid depend on nucleotide import from the cytosol. PNAS 106, 3621-3626.

Dr. Katharina Bräutigam

K. Bräutigam, L. Dietzel, T. Kleine, E. Ströher, D. Wormuth, K.-J. Dietz, D. Radke, M. Wirtz, R. Hell, P. Dörmann, A. Nunes-Nesi, N. Schauer, A. R. Fernie, S. N. Oliver, P. Geigenberger, D. Leister, T. Pfannschmidt (2009): Dynamic plastid redox signals integrate gene expression and metabolism to induce distinct metabolic states in photosynthetic acclimation in Arabidopsis. Plant Cell 21, 2715-2732.

Dr. Jyothilakshmi Vadassery

Vadassery J, Ranf, S. Drzewiecki, C, Mithöfer A, Mazars, C, Scheel, D, Lee, J. Oelmüller R (2009): A cell wall extract from the endophytic fungus Piriformospora indica promotes growth of Arabidopsis seedlings and induces intracellular calcium elevation in roots. Plant Journal 59, 193-206.

2008

Dr. Susanne Horn

S. Horn, K. Ehlers, G. Fritzsch, M.C. Gil-Rodriguez, C. Wilhelm & R. Schnetter (2007): Synchroma grande spec. Nov (Synchromophyceae class. Nov. Heterokontophyta): An Amoeboid Marine Alga with Unique Plastid Complexes. Protist 158, 277-293, 2007

Dr. Holger Kreft

H. Kreft & W. Jetz (2007): Global Patterns and determinants of vascular plant diversity. PNAS, 104: 5925-5930.

2006

Dr. Uwe Simon

U.K. Simon, R. Bauer, D. Rioux, M. Simard, F. Oberwinkler (2004): The intercellular biotrophic leaf pathogen Cymadothea trofolii locally degrades pectins, but not cellulose or xyloglyucan in the cell walls of Trifolium repens. New Phytologist 165, 243-260.

Dr. Eva Nowack

E.C.M. Nowack, B. Podola, M. Melkonian (2005): The 96-well Twin-Layer System:  A novel Approach in the Cultivation of Algae. Protist 156, 239-251.

Mit dem Strasburger-Preis wird alle zwei Jahre eine hervorragende und originelle Leistung eines promovierten Wissenschaftlers oder einer promovierten Wissenschaftlerin aus dem Gesamtbereich der Botanik ausgezeichnet.

Der Preis wird vom Verlag Springer Spektrum bereitgestellt, der diese Stiftung vom Gustav Fischer Verlag übernahm. Die Stiftung wurde aus Anlass der 100jährigen Wiederkehr des Erscheinens der ersten Auflage des "Lehrbuchs der Botanik für Hochschulen" von Eduard Strasburger, Fritz Noll, Heinrich Schenck und A. F. Wilhelm Schimper aus dem Jahr 1894 eingerichtet.

Jury

Die Auswahl des/der Preisträgers/in erfolgt durch eine Jury. Diese besteht aus den Autoren der zum Bewerbungstermin um den Strasburger-Preis in Planung befindlichen Auflage des Strasburgers "Lehrbuch der Botanik" sowie dem Präsidenten der DBG und dem Biologielektor von Springer Spektrum.

Der Preis wird seit 1994 von der Deutschen Botanischen Gesellschaft e.V. (DBG) gemäß der Satzung (pdf-file, 0,1 MB) verliehen.

Der Preis umfasst

• einer Urkunde mit dem Namen des/der Preisträgers/in, dem Titel der preisgekrönten Arbeit und der Unterschrift des Präsidenten der DBG sowie
• ein Preisgeld von 2.500 Euro.

Der Preis wird während der Eröffnungssitzung der Jahrestagung der DBG (Botanik-Tagung) vom Vorsitzenden vergeben.

Nachwuchskräfte vorschlagen

Kandidatinnen und Kadnidaten für den Strasburger-Preis können von allen habilitierten Mitgliedern der DBG benannt werden. Der/Die Preisträger/in darf das 35. Lebensjahr bei Einreichung der Bewerbung noch nicht vollendet haben. Die Vorschläge sollen bei Springer Spektrum eingereicht werden. Eine Eigenbewerbung ist nicht möglich. Weitere Einzelheiten über die Bewerbungsmodalitäten sind in der Satzung (pdf) angegeben.

Termine und Ausschreibung

Die Ausschreibung des Preises erfolgt auf der Website der DBG.

Die DBG verleiht den 1994 vom Spektrum Akademischer Verlag (nun Springer-Spektrum) gestifteten Eduard-Strasburger Preis im zwei-Jahres-Turnus für eine herausragende botanische Arbeit einer oder eines Promovierten. Folgende Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler erhielten diese Auszeichnung bislang:

2024

Dr. Eliza Loo

Loo E.P.I., Durán P, Pang TP, Westhoff P, Deng C, Durán C, Lercher M., Garido-Oter, R. & Frommer W.B. (2024): Sugar transporters spatially organize microbiota colonization along the longitudinal root axis of Arabidopsis. Cell Host Microbe 32, 543-556.e6. DOI: https://doi.org/10.1016/j.chom.2024.02.014

mehr in der Pressemitteilung

2022

Dr. Meike Hüdig

Meike Hüdig, Marcos A Tronconi, Juan P Zubimendi, Tammy L Sage, Gereon Poschmann, David Bickel, Holger Gohlke, Veronica G Maurino (2021): Respiratory and C4-photosynthetic NAD-malic enzyme coexist in bundle sheath cells mitochondria and evolved via association of differentially adapted subunits. The Plant Cell 34, 597-615. DOI: https://doi.org/10.1093/plcell/koab265

Marcos A. Tronconi, Meike Hüdig, M. Eric Schranz and Veronica G. Maurino (2020): Independent recruitment of duplicated β-subunit-coding NAD-ME genes aided the evolution of C4 photosynthesis in Cleomaceae. Front. Plant Sci. 11, 572080. DOI: https://doi.org/10.3389/fpls.2020.572080

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2019

Dr. Constantin Mario Zohner

Zohner CM (2016): The biogeography, evolution, and function of leaf-out phenology studied with experimental, monitoring, and phylogenetic approaches. Dissertation, Fakultät für Biologie, Ludwig-Maximilians-Universität München. https://edoc.ub.uni-muenchen.de/21673/1/Zohner_Constantin.pdf  

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2017

Dr. Severin Irl

Irl SDH, Harter DEV, Steinbauer MJ, Puyol Gallego D, Fernández-Palacios JM, Jentsch A, Beierkuhnlein C (2015): Climate vs. topography – spatial patterns of plant species diversity and endemism on a high-elevation island. Journal of Ecology, 103, 1621–1633. DOI: 10.1111/1365-2745.12463

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2015

Dr. Andreas Fleischmann

Fleischmann AS, Todd PM, Rivadavia F, Sousa A, Wang W, Temsch EM, Greilhuber J, Müller KF, Heubl G (2014): Evolution of genome size and chromosome number in the carnivorous plant genus Genlisea (Lentibulariaceae), with a new estimate of the minimum genome size in angiosperms. Ann Bot. 114(8): 1651-1663. doi: http://dx.doi.org/10.1093/aob/mcu189
Rivadavia F, Gonella PM, Fleischmann AS (2013): A New and Tuberous Species of Genlisea (Lentibulariaceae) from the Campos Rupestres of Brazil. Systematic Botany 38(2): 464-470. doi: http://dx.doi.org/10.1600/036364413X666679
Fleischmann AS (2012): A Monograph of the Genus Genlisea. Redfern Natural History Productions Ltd. 728 pages, 614 images

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2013

Dr. Adrian Alder

Alder A, Jamil M, Marzorati M, Bruno M, Vermathen M, Bigler P, Ghisla S, Bouwmeester H, Beyer P, Al-Babili S (2012): The path from β-carotene to carlactone, a strigolactone-like plant hormone. Science, DOI: 10.1126/science.1218094 als Teil der Dissertation.

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2011

Dr. Hans-Henning Kunz

Biochemische Charakterisierung der Fettsäure-Beta-Oxidation als Teil des Dunkelstoffwechsels von Arabidopsis thaliana. Dissertation, Universität Köln: kups.ub.uni-koeln.de/3087/. Englische Originalpublikation bei The Plant Cell.

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2009

Dr. Marion Eisenhut

Eisenhut M, Ruth W, Haimovich M, Bauwe H, Kaplan A, Hagemann M (2008): The photorespiratory glycolate metabolism is essential for cyanobacteria and might have been conveyed endosymbiontically to plants. PNAS. DOI: https://doi.org/10.1073/pnas.0807043105

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2007

Dr. Ansgar Kahmen

Kahmen A, Perner J, Buchmann N (2005): Diversity dependent productivity in semi-natural grasslands following climate perturbations.
Functional Ecology, 19: 594-601

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2004

PD Dr. Enrico Schleiff

Für seine Arbeiten über die Funktion, Struktur und Regulation der molekularen Maschine zur Erkennung und zum Transport kernkodierter Proteine über die äussere Hüllmembran von Plastiden höherer Pflanzen

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2002

Dr. Marc Götz

"Funktion und Regulation extrazellulärer Invertase in Höheren Pflanzen." Dissertation, Universität

2000

Dr. Sigrun Reumann

"Nachweis, Charakterisierung und Anreicherung eines Porins pflanzlicher Peroxisomen". Dissertation, Universität

1998

Dr. Jutta Papenbrock

"Magnesium Protoporphyrin IX-Chelatase: Ein Schlüsselenzym in der Tetrapyrrolbiosynthese". Dissertation, Universität

1996

Dr. Johannes Christian Vogel

"Multiple Origins of polyploids in European Asplenium (Pteridophyta)". Dissertation, Universität

1994

Dr. Karl-Ferdinand Lechtreck

"Untersuchungen über das Protein SF-Assemblin aus dem Bewegungsapparat der einzelligen Grünalge Spermatozopsis similis". Dissertation, Universität

Der Horst Wiehe-Preis wird alle zwei Jahre für eine herausragende wissenschaftliche Arbeit über ein ausschliesslich botanisches Thema verliehen. Berücksichtigt werden nur Arbeiten junger Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler bis zur erfolgten Habilitation oder hervorragende Dissertationen.

Der Preis besteht aus:

• Einer Urkunde, die den Namen des/der Preisträgers/in sowie den Titel der preisgekrönten Arbeit enthält und vom Präsidenten der Gesellschaft unterzeichnet ist.
• Aus einem Geldbetrag von Euro 1.500,- (eintausendfünfhundert). Mit dem Anwachsen des Stiftungskapitals kann der Betrag schrittweise erhöht werden

Der Preis kann auf zwei Preisträger*innen verteilt werden.

Stiftungsgründer

Der Braunschweiger Horst Wiehe hat der DBG einen Gesamtbetrag in Höhe von 50.000 DM (25.564,50 Euro) gestiftet, aus dem der Horst Wiehe-Förderpreis verliehen werden soll. Der Gesamtvorstand hat am 2.10.1990 der Annahme der Stiftung zugestimmt, für welche Horst Wiehe eine Satzung vorgegeben hat.

Die DBG verleiht den Horst Wiehe-Preis im zwei-Jahres-Turnus für eine herausragende Dissertation. Folgende Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler erhielten diese Auszeichnung bislang:

2024

Dr. Martin Lewinski

Lewinski M., Brüggemann M., Köster T., Reichel, M., Bergelt, T., Meyer, K., König, J., Zarnack, K., Staiger, D. (2024): Mapping protein-RNA binding in plants with individual-nucleotide-resolution UV cross-linking and immunoprecipitation (plant iCLIP2). Nature Protocols 19, 1183–1234. DOI: https://doi.org/10.1038/s41596-023-00935-3    

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2022

Kai Steffen Bartusch

Phanu T. Serivichyaswat, Kai Bartusch, Martina Leso, Constance Musseau, Akira Iwase, Yu Chen, Keiko Sugimoto, Marcel Quint, Charles W. Melnyk; High temperature perception in leaves promotes vascular regeneration and graft formation in distant tissues. Development 1 March 2022; 149 (5): dev200079. DOI: https://doi.org/10.1242/dev.200079

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2019

Dr. Eva-Sophie Wallner

Wallner E-S (2018): Early events in phloem formation: Exploring the molecular network of SMXL3/4/5, Fakultät für Biowissenschaften. Heidelberg, Universität Heidelberg. Dissertation (Dr. rer. nat): 128. DOI: http://doi.org/10.11588/heidok.00025313

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2017

Dr. Birgit Oelschlägel

Oelschlägel B, v. Tschirnhaus M, Nuss M, Nikolić T, Wanke S, Dötterl S, Neinhuis C (2016): Spatio-temporal patterns in pollination of deceptive Aristolochia rotunda L. (Aristolochiaceae). Plant Biology 18: 928-937. http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/plb.12503/full

Oelschlägel B, Nuss M, von Tschirnhaus M, Pätzold C, Neinhuis C, Dötterl S, Wanke S (2015): The betrayed thief - the extraordinary strategy of Aristolochia rotunda to deceive its pollinators. New Phytol 206, 342-351. DOI: 10.1111/nph.13210

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2015

Dr. Jonas Zimmermann

Design and valuation of DNA-Barcoding high throughput methods for analyzing diatom diversity: a test case along a south-north gradient in Central Europe (Rivers Lusatian Neisse/Oder)

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2013

Dr. Martin Bringmann

Identification of novel components that connect cellulose synthases to the cytoskeleton.

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2011

Dr. Alexandra C. Furch

Calcium-regulierter Verschluss der Siebelemente. Dissertation, Justus-Liebig-Universität Gießen

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2009

Mgr. Martin A. Lysak, Ph.D.

Mechanisms of chromosome number reduction in Arabidopsis thaliana and related Brassicaceae species (Proc. Natl. Acad. Sci. USA 103: 5224-5229)

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2007

Dr. Iris Finkemeier

Antioxidant defence and redox regulation in plant mitochondria: The role of type II peroxiredoxin F. Dissertation, Universität

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2005

Dr. Christian Jelich-Ottmann

Das Phytotoxin Fusicoccin: Strukturelle Grundlage seines Wirkmechanismus. Dissertation, Universität

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2001

Dr. Peter Pimpl

Biochemische und zellbiologische Charakterisierung des COP Vesikel vermittelten Proteintransports in Pflanzen. Dissertation, Universität

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Dr. Uwe Rascher

Der endogene CAM-Rhythmus von Kalanchoë daigremontiana als nichtlineares Modellsystem zum Verständnis der raum-zeitlichen Dynamik einer biologischen Uhr. Dissertation, Universität

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1999

Dr. Thomas Peterbauer

Structure, synthesis, and function of galactosylcyclitols in vigna seeds. Dissertation, Universität

1997

Dr. Mathias Herbst

Die Bedeutung der Vegatation für den Wasserhaushalt ausgewählter Ökosysteme. Dissertation, Universität

1995

Dr. Frank Hübel

Phytasen und Phytat in Wurzeln von Mais. Dissertation, Universität

1993

Dr. Gerhard Zotz

Photosynthese und Wasserhaushalt von Pflanzen verschiedener Lebensformen im Kronenbereich des tropishen Regenwaldes auf der Insel Barro Colorado Island, Panama. Dissertation, Universität

Einmal jährlich verleiht die DBG einen Preis für die „beste“ botanische Master-Arbeit, die an jeder der daran teilnehmenden Hochschulen abgegeben wurde. Der Preis umfasst eine Urkunde und ein Preisgeld in Höhe von 100 Euro.

Bewerbungs- und Vergabemodus

Dazu reichen die Antragstellenden ihre Arbeit an den an jeder Hochschule genannten Repräsentanten der DBG ganzjährig ein. Dieser entscheidet gemeinsam mit weiteren botanisch interessierten Hochschullehrenden derselben Hochschule im Oktober, welches die beste pflanzenwissenschaftliche Master-Arbeit eines Jahres ist. Vor Ort wird auch entschieden, wie dieser Preis überreicht wird, etwa während der Jahresfeier der Fakultät, im Laufe einer Absolventenfeier oder im persönlichen Gespräch. Die ausgezeichneten Arbeiten werden mit Namen, Thema und einer knappen Zusammenfassung im Internetauftritt der DBG genannt werden.

Veröffentlichung einer Zusammenfassung

Die auf der Website der DBG zu veröffentlichende schriftliche Zusammenfassung der mit dem Preis ausgezeichneten Master-Arbeit soll neben dem Namen des Preisträgers/der Preisträgerin und dem Titel der ausgezeichneten Arbeit einen einleitenden Satz enthalten, ein bis zwei Sätze zur Methodik und dann die Ergebnisse in wenigen Sätzen allgemeinverständlich zusammenfassen und mit einem kleinen Fazit bzw. Ausblick enden. Im Internet haben wir außerdem die Möglichkeit, dies mit dem einem bis zwei Grafiken als „Appetizer“ zu ergänzen. Bitte nennen Sie auch einen Link unter dem die Arbeit im Web zu finden ist, damit interessierte Leser tiefer in die Materie einsteigen können. Bitte schicken Sie den Text als Word-Dokument und die Bilder als Originale innerhalb von vier Wochen an die folgende E-Mail-Adresse: masterarbeit [at] deutsche-botanische-gesellschaft.de

Seit dem Jahr 2014 verleiht die Deutsche Botanische Gesellschaft jedes Jahr Preise für die beste pflanzenwissenschaftliche Master-Arbeit, die an jeder der daran teilnehmenden Hochschule vergeben wird. Folgende Nachwuchsforscherinnen und Nachwuchsforscher erhielten diese Auszeichnung bislang:

Christodoulos Filippis erhielt den Preis für die beste pflanzenwissenschaftliche Master-Arbeit, die an der Johann Wolfgang Goethe-Universität Frankfurt im Jahr 2014 erstellt wurde, von der Deutschen Botanischen Gesellschaft.

Titel der ausgezeichneten Arbeit

"Untersuchungen zur Rolle von PaRCF1 und PaRCF2 bei der Organisation von Atmungskettensuperkomplexen bei Podospora anserina’ "

Wie er herausfand, ist das Protein PaRCF1 essentiell für die Bildung Komplex-IV-enthaltender Superkomplexe in dem Pilz Podospora anserina

Sophie Steinhagen erhielt den Preis für die beste pflanzenwissenschaftliche Master-Arbeit, die an der Justus-Liebig-Universität Gießen im Jahr 2014 erstellt wurde, von der Deutschen Botanischen Gesellschaft.

Titel der ausgezeichneten Arbeit

"Ultrastructure of cells of Cryptochlora perforans (Chlorarachniophyta)"

Ihr gelang der erste Nachweis des zusätzlichen Zellkerns in der grünen Amöbe Cryptochlora perforans

Christian Köttig erhielt den Preis für die beste pflanzenwissenschaftliche Master-Arbeit, die an der Technischen Universität München im Jahr 2014 erstellt wurde, von der Deutschen Botanischen Gesellschaft.

Titel der ausgezeichneten Arbeit

"Redoxregulation von Proteinphosphatasen des Typs 2C"

Er untersuchte die Redoxregulation der Proteinphosphatasen ABI1, ABI2, HAB1 und PP2CA durch Wasserstoffperoxid

Maximilian Lauterbach erhielt den Preis für die beste pflanzenwissenschaftliche Master-Arbeit, die an der Johannes Gutenberg-Universität Mainz im Jahr 2014 erstellt wurde, von der Deutschen Botanischen Gesellschaft.

Titel der ausgezeichneten Arbeit

"Wüsten-Pflanzen der Gruppe Zygophyllum s.l. zeigen enorme Vielfalt und evolutionäre Flexibilität in ihrer Blattanatomie"

Florian Ulm erhielt den Preis für die beste pflanzenwissenschaftliche Master-Arbeit, die an der Universität Kaiserslautern im Jahr 2014 erstellt wurde, von der Deutschen Botanischen Gesellschaft.

Titel der ausgezeichneten Arbeit

"Below ground processes of a native and an invasive legume as a driver for nitrogen distribution on community scale"

Weil er beschrieb, wie Veränderungen in der Rhizosphäre den Erfolg einer pflanzlichen Invasion beeinflussen

Sebastian Wittek erhielt den Preis für die beste pflanzenwissenschaftliche Master-Arbeit, die an der Universität zu Köln im Jahr 2014 erstellt wurde, von der Deutschen Botanischen Gesellschaft.

Titel der ausgezeichneten Arbeit

"Prosoaulax – A Dinoflagellate with Mysterious Plastids"

Er zeigte, dass manche mixotrophe Prosoaulax-Dinoflagellaten ihre Plastiden nutzen um Nahrungsmangel zu überbrücken.

Klaus Herburger erhielt den Preis für die beste pflanzenwissenschaftliche Master-Arbeit, die an der Leopold-Franzens-Universität Innsbruck im Jahr 20xx erstellt wurde, von der Deutschen Botanischen Gesellschaft.

Titel der ausgezeichneten Arbeit

"Zellwandkomponenten und ökophysiologische Charakterisierung der streptophytischen Grünalgen Klebsormidium sp. und Zygnema sp."

Der Preisträger stellte die zellulären und physiologischen Anpassungen von Grünalgen an das Landleben dar

Philip Albers erhielt den Preis für die beste pflanzenwissenschaftliche Master-Arbeit, die an der Freien Universiät Berlin im Jahr 2014 erstellt wurde, von der Deutschen Botanischen Gesellschaft.

Titel der ausgezeichneten Arbeit

"In vivo regulation of Arabidopsis thaliana CPK5 in plant pathogen defense"

Regulationsmechanismen des zentralen Enzyms CPK5 in der pflanzlichen Bakterienabwehr

Simon Fraas erhielt den Preis für die beste pflanzenwissenschaftliche Master-Arbeit, die an der Universität Hamburg im Jahr 2014 erstellt wurde, von der Deutschen Botanischen Gesellschaft.

Titel der ausgezeichneten Arbeit

"Hansa-Trace - Ein System zur automatischen Hochdurchsatz-Erfassung der schnellen Wachstumseffekte bei Arabidopsis thaliana L. HEYNH"

Die Software Hansa-Trace misst schnelles Wurzelwachstum und unterstützt Hochdurchsatz-Phänotypisierung

Marcel Kansy erhielt den Preis für die beste pflanzenwissenschaftliche Master-Arbeit, die an der Universität Leipzig im Jahr 2014 erstellt wurde, von der Deutschen Botanischen Gesellschaft.

Titel der ausgezeichneten Arbeit

"Einfluss von Lipiden auf die Struktur und Funktion von Photosystem II"

Wie er herausfand, unterstützen Lipide der Chloroplastenmembran die Struktur und Funktion des Photosystems II oder leiten dessen Auflösung ein

Frederic D. Schramm erhielt den Preis für die beste pflanzenwissenschaftliche Master-Arbeit, die an der Philipps-Universität Marburg im Jahr 2014 erstellt wurde, von der Deutschen Botanischen Gesellschaft.

Titel der ausgezeichneten Arbeit

"Analysis of the peroxisomal membrane proteome of the diatom Phaeodactylum tricornutum and in vivo localization studies of putative peroxisomal proteins"

Damit gewährte er einen Einblick in das Proteom der Peroxisomen der Kieselalge Phaeodactylum tricornutum

Verena Lauströer erhielt den Preis für die beste pflanzenwissenschaftliche Master-Arbeit, die an der Universität Bielefeld im Jahr 2014 erstellt wurde, von der Deutschen Botanischen Gesellschaft.

Titel der ausgezeichneten Arbeit

"Influence of mycotrophic degree on growth response for two plant species in single and competition treatments under conditions promoting parasitism by arbuscular mycorrhizal fungi"

New understanding of species-specific reactions dependent on mycotrophy level on AMF induced parasitism-promoting conditions

Friedrich Kirsch erhielt den Preis für die beste botanische Master-Arbeit, die an der Universität Rostock im Jahr 2014 erstellt wurde, von der Deutschen Botanischen Gesellschaft.

Titel der ausgezeichneten Arbeit

"Integration des cyanobakteriellen Glyceratwegs aus Synechocystis sp. PCC6803 in die Photorespiration von Arabidopsis thaliana"

Er fand einen cyanobakteriellen "Bypass" der pflanzlichen Photorespiration

Zehn Jahre lang übernahm die Gesellschaft Patenschaften, um den Austausch junger WissenschaftlerInnen zu fördern. Die DBG unterstützte in dieser Form das RISE-Programm (Research Internship in Science and Engineering) des Deutsch Akademischen Austauschdienstes (DAAD) in den Jahren 2005 bis 2015, von dem es zwei Varianten gibt:

Gäste in Deutschland

Amerikanische, kanadische und britische Studierende besuchen deutsche Hochschulen und Institute und arbeiten mit hiesigen Doktorandinnen und Doktoranden zusammen. Von der Kooperation profitieren beide. Oder wie es eine Teilnehmerin formulierte: "The internship furthered my career in three major ways."

Deutsche in Nordamerika

Deutsche Studierende können auch ein Projekt während eines Praktikums in Nordamerika realisieren.

Was das Praktikum in Deutschland den Graduierten und den Gästen bringt

Hintergrund zum RISE-Prorgamm des DAAD (s. Actualia 2007)

Wie eine Amerikanerin ihren Aufenthalt hier zusammenfasst: "...an experience of a lifetime"

direkt zum RISE-Programm des DAAD

Endlich eine helfende Hand bei der eigenen Doktorarbeit. Was wie ein Traum klingt, ermöglicht der DAAD: Die DBG sponserte viele Jahre jeweils drei RISE-Stipendien für ausländische Studierende, die deutsche Graduierte bei der Forschung unterstützten. Was das für die Beteiligten bringt, beschreibt die Redakteurin der Gesellschaft. Zusätzlich verrät sie Tipps und Tricks, wie man einen Praktikanten für sich gewinnt, denn diese sollte man ein wenig locken.

Angehende Forschende zu unterstützen ist für die DBG wichtig. Dazu hat sie verschiedene Förderungskonzepte entwickelt: Wissenschaftspreise, Workshops von Wissenschaftler*innen im frühen Karrierestadium für angehende Forscherinnen und Forscher, Reisekostenerstattungen und Tagungsförderung.

Christoph Hahn erhielt den Preis für die beste pflanzenwissenschaftliche Master-Arbeit, die an der Universität Oldenburg im Jahr 2015 erstellt wurde, von der Deutschen Botanischen Gesellschaft.

Titel der ausgezeichneten Arbeit

"Die Vielfältigkeit von Grünkohl: Untersuchung des Glucosinolatgehaltes und Analyse von Verwandtschaftsverhältnissen"

Die Arbeit vergleicht den Gehalt von fünf Glucosinolaten in 25 verschiedenen Grünkohlsorten mit deren Verwandtschaftsbeziehungen. Sie verdeutlichen die Diversität von Grünkohl und die Bedeutung eines umfassenden Genpools für die Züchtung neuer Sorten.

Eva Laura von der Heyde erhielt den Preis für die beste pflanzenwissenschaftliche Master-Arbeit, die an der Universität Bielefeld im Jahr 2015 erstellt wurde, von der Deutschen Botanischen Gesellschaft.

Titel der ausgezeichneten Arbeit

"Untersuchung artspezifischer Genfamilien in Volvox carteri"

Sie identifizierte und untersuchte diejenigen Genfamilien der vielzelligen Grünalge Volvox carteri, die im Laufe der Evolution von einzelligen Organismen zu Vielzellern neu entstanden sind und die somit für vielzelliges Leben von entscheidender Bedeutung sein könnten.

Christoph Tim Krannich erhielt den Preis für die beste pflanzenwissenschaftliche Master-Arbeit, die an der Universität Rostock im Jahr 2015 erstellt wurde, von der Deutschen Botanischen Gesellschaft.

Titel der ausgezeichneten Arbeit

"Rolle des Ethylensignalweges im Hinblick auf Trockentoleranz und Lagerung von Kartoffeln"

Molekulare SSR-Marker für die praktische Züchtung wurden entwickelt und an zwei Kartoffelsortimenten getestet, wobei ein Marker signifikant mit Trockentoleranz assoziiert war.

Franziska Walther erhielt den Preis für die beste pflanzenwissenschaftliche Master-Arbeit, die an der Goethe-Universität Frankfurt im Jahr 2015 erstellt wurde, von der Deutschen Botanischen Gesellschaft.

Titel der ausgezeichneten Arbeit

"Flora und Vegetation von Pflasterfugen in Frankfurt am Main"

Auf nur 1 % der Stadtfläche fand sie fast ein Viertel aller bislang für Frankfurt am Main gemeldeten Sippen auch in Fugen, darunter ein spontanes Vorkommen von Mazus pumilus, der Erstfund dieser Sippe in Deutschland.

Stefanie Janine Jung erhielt den Preis für die beste pflanzenwissenschaftliche Master-Arbeit, die an der Justus-Liebig-Universität Gießen im Jahr 2015 erstellt wurde, von der Deutschen Botanischen Gesellschaft.

Titel der ausgezeichneten Arbeit

"Salztoleranz und genetische Variabilität von Prunus serotina Ehrh."

Wie sie herausfand, kann der Erfolg der invasiven Pflanze nicht durch eine erhöhte Salztoleranz erklärt werden, obwohl die Spätblühende Traubenkirsche in verschiedenen Entwicklungsstadien unterschiedlich tolerant gegenüber salzhaltigen Aerosolen ist.

Johanna Kozak erhielt den Preis für die beste pflanzenwissenschaftliche Master-Arbeit, die an der Technischen Universität München (TUM) im Jahr 2015 erstellt wurde, von der Deutschen Botanischen Gesellschaft.

Titel der ausgezeichneten Arbeit

"Zwergwüchsige, subalpine Nadelwälder auf Permafrostlinsen unterhalb der Baumgrenze in den Schweizer Alpen"

Die erste pflanzensoziologische Analyse der zwergwüchsigen Pflanzen deutet auf zwei verschiedene Gesellschaftsausprägungen hin, die nun weiter analysiert werden können.

Barbara Jakobs erhielt den Preis für die beste pflanzenwissenschaftliche Master-Arbeit, die an der Universität Konstanz im Jahr 2015 erstellt wurde, von der Deutschen Botanischen Gesellschaft.

Titel der ausgezeichneten Arbeit

"Charakterisierung der physiologischen Funktion der mitochondrialen Protease DEG10 in Arabidopsis thaliana"

Sie belegte mit einer Kombination physiologischer genetischer Analysen erstmals, dass das Protein DEG10 eine wichtige Rolle für das Wurzelwachstum in der Ackerschmalwand spielt, insbesondere bei Temperaturstress.

Im Jahr 2014 bewerteten die Repräsentaten der DBG an 13 Hochschulen Master-Arbeiten aus der Botanik und den Pflanzenwissenschaften. Den Preis für die jeweils beste Master-Arbeit des Jahres erhielten (in alphabetischer Reihenfolge):

Philip Albers (FU Berlin):
In vivo regulation of Arabidopsis thaliana CPK5 in plant pathogen defense
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Christodoulos Filippis (Goethe-Universität Frankfurt):
Untersuchungen zur Rolle von PaRCF1 und PaRCF2 bei der Organisation von Atmungskettensuperkomplexen bei Podospora anserina
mehr in der Zusammenfassung

Simon Fraas (Universität Hamburg):
Hansa-Trace - Ein System zur automatischen Hochdurchsatz-Erfassung der schnellen Wachstumseffekte bei Arabidopsis thaliana L HEYNH
mehr in der Zusammenfassung mit Bildern

Klaus Herburger (Universität Innsbruck):
Zellwandkomponenten und ökophysiologische Charakterisierung der streptophytischen Grünalgen Klebsormidium sp. und Zygnema sp.
mehr in der Zusammenfassung mit Bildern

Marcel Kansy (Universität Leipzig):
Einfluss von Lipiden auf die Struktur und Funktion von Photosystem II
mehr in der Zusammenfassung

Friedrich Kirsch (Universität Rostock):
Integration des cyanobakteriellen Glyceratwegs aus Synechocystis sp. PCC6803 in die Photorespiration von Arabidopsis thaliana
mehr in der Zusammenfassung

Christian Köttig (TU München):
Redoxregulation von Proteinposphatasen des Typs C2
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Verena Lauströer (Universität Bielefeld):Influence of mycotrophic degree on growth response for two plant species in single and competition treatments under conditions promoting parasitism by arbuscular mycorrhizal fungimore in the summary with images

Maximilian Lauterbach (Johannes Gutenberg-Universität Mainz):
Phylogeny and biogeography of Zygophyllum s.l. (Zygophyllaceae)
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Frederic Schramm (Philipps-Universität Marburg):
Analysis of the peroxisomal membrane proteome of the diatom Phaeodactylum tricornutum and in vivo localization studies of putative peroxisomal proteins
mehr in der Zusammenfassung mit Bildern

Sophie Steinhagen (Justus-Liebig-Universität Giessen):
Ultrastruktur der Zellen von Cryptochlora perforans (Chlorarachniophyta)
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Florian Ulm (TU Kaiserslautern):
Below ground processes of a native and an invasive legume as a driver for nitrogen distribution on community scale
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Sebastian Wittek (Universität zu Köln):
Prosoaulax, a dinoflagellate with mysterious plastids
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Im Jahr 2015 bewerteten die Repräsentaten der DBG an sechs Hochschulen Master-Arbeiten aus der Botanik und den Pflanzenwissenschaften. Den Preis für die jeweils beste Master-Arbeit des Jahres erhielten (in alphabetischer Reihenfolge):

Christoph Hahn (Carl-von-Ossietzky Universität Oldenburg):
Die Vielfältigkeit von Grünkohl: Untersuchung des Glucosinolatgehaltes und Analyse von Verwandtschaftsverhältnissen
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Barbara Jakobs (Universität Konstanz):
Charakterisierung der physiologischen Funktion der mitochondrialen Protease DEG10 in Arabidopsis thaliana
mehr in der Zusammenfassung

Stefanie Jung (Justus-Liebig-Universität Gießen):
Salztoleranz und genetische Variabilität von Prunus serotina Erh.
mehr in der Zusammenfassung

Johanna Kozak (Technische Universität München):
Zwergwüchsige, subalpine Nadelwälder auf Permafrostlinsen unterhalb der Baumgrenze in den Schweizer Alpen
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Christoph Tim Krannich (Universität Rostock):
Rolle des Ethylensignalweges im Hinblick auf Trockentoleranz und Lagerung von Kartoffeln
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Franziska Walther (Goethe-Universität Frankfurt):
Flora und Vegetation von Pflasterfugen in Frankfurt am Main
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Eva Laura von der Heyde (Universität Bielefeld):
Untersuchung artspezifischer Genfamilien in Volvox carteri
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Paulina Anna Zigelski erhielt den Preis für die beste pflanzenwissenschaftliche Master-Arbeit, die an der Universität Hamburg im Jahr 2016 erstellt wurde, von der Deutschen Botanischen Gesellschaft.

Titel der ausgezeichneten Arbeit

"Molekulare Biogeographie des Syzygium guineense Komplexes: Wie Umwelt und Genetik die ‚Suffrutizierung‘ in Afrikas Miombo Region bedingen"

Erstmals wurden die Ursprünge der „unterirdischen Bäume“ im südlichen Afrika anhand einer Model-Art im Detail untersucht: Bei ihrer Entstehung spielen genetische und ökologische Faktoren eine tragende Rolle.

Dominika Kundel erhielt den Preis für die beste pflanzenwissenschaftliche Master-Arbeit, die an der Universität Konstanz im Jahr 2016 erstellt wurde, von der Deutschen Botanischen Gesellschaft.

Titel der ausgezeichneten Arbeit

"Auswirkung der Applikation von Bio-Effektoren auf das Wachstum von Mais und Effekt von Bio-Effektoren auf die Gemeinschaft der Wurzel assoziierten arbuskulärer Mykorrhiza Pilze."

Bio-Effektoren wie pflanzliche Extrakte und kleinste Bodenlebewesen könnten die Düngerpraxis verbessern und damit die Landwirtschaft. Der eingesetzte qPCR-Ansatz bewährte sich und kann zur Quantifizierung verschiedener arbuskuläre Mykorrhizapilze Arten angewendet werden.

Im Jahr 2016 bewerteten die Repräsentaten der DBG an den teilnehmenden Hochschulen Master-Arbeiten aus der Botanik und den Pflanzenwissenschaften. Den Preis für die jeweils beste Master-Arbeit des Jahres erhielten (in alphabetischer Reihenfolge):

Herbert Braunschmid (Universität Salzburg)
Divergent floral traits and pollinators of Cypripedium calceolus L.
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Ina Burghardt (Goethe Universität Frankfurt)
Der Einfluss drei plastidärer Immunophiline auf die Lichtanpassung von Arabidopsis thaliana.
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Dominika Kundel (Universität Konstanz)
Auswirkung der Applikation von Bio-Effektoren auf das Wachstum von Mais und Effekt von Bio-Effektoren auf die Gemeinschaft der Wurzel assoziierten arbuskulärer Mykorrhiza Pilze.
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Laura Mosebach (Universität Münster)
Regulation des photosynthetischen Elektronen Transports in Chlamydomonas reinhardtii in Abhängigkeit von PGRL1 und PGR5
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Wilena Telman (Universität Bielefeld)
Zur Funktion des 2-Cystein Peroxiredoxins und des Cyclophilin 20-3 innerhalb des Redox-regulatorischen Netzwerks von A. thaliana.
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Paulina Anna Zigelski (Universität Hamburg)
“Molekulare Biogeographie des Syzygium guineense Komplexes: Wie Umwelt und Genetik die ‚Suffrutizierung‘ in Afrikas Miombo Region bedingen“
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Laura Mosebach erhielt den Preis für die beste pflanzenwissenschaftliche Master-Arbeit, die an der Universität Münster im Jahr 2016 erstellt wurde, von der Deutschen Botanischen Gesellschaft.

Regulation des photosynthetischen Elektronen Transports in Chlamydomonas reinhardtii in Abhängigkeit von PGRL1 und PGR5

Die Proteine PGRL1 und PGR5 tragen möglicherweise zur Bindung der Ferredoxin:NADP⁺ Reduktase (FNR) an die Thylakoidmembran der Alge bei, an der der photosynthetische Elektronentransport stattfindet

Ina Burghardt erhielt den Preis für die beste pflanzenwissenschaftliche Master-Arbeit, die an der Goethe-Universität Frankfurt im Jahr 2016 erstellt wurde, von der Deutschen Botanischen Gesellschaft.

Titel der ausgezeichneten Arbeit

"Der Einfluss drei plastidärer Immunophiline auf die Lichtanpassung von Arabidopsis thaliana."

Für plastidäre Immunophiline des FKBP-Typs wird eine Rolle in der Assemblierung und Regulation von Photosynthese-Komplexen vermutet. In dieser Arbeit zeigte sich, dass eine Null-Mutation eines dieser Gene zum Verlust der Bewegung der Hauptlichtsammelantenne (LHC II) führt, obwohl die dafür zuständige STN7-Kinase aktiv ist.

Wilena Telman erhielt den Preis für die beste pflanzenwissenschaftliche Master-Arbeit, die an der Universität Bielefeld im Jahr 2016 erstellt wurde, von der Deutschen Botanischen Gesellschaft.

Titel der ausgezeichneten Arbeit

"Zur Funktion des 2-Cystein Peroxiredoxins und des Cyclophilins 20-3 innerhalb des Redox-regulatorischen Netzwerks von A. thaliana"

Wie die Arbeit zeigt, beeinflusst das chloroplastidäre 2-CysPrx-Cyp20-3-Modul die Redox-, Protein- und Thiolhomöostase bei der zellulären Stressanpassung.

Herbert Braunschmid erhielt den Preis für die beste pflanzenwissenschaftliche Master-Arbeit, die an der Universität Salzburg im Jahr 2016 erstellt wurde, von der Deutschen Botanischen Gesellschaft.

Titel der ausgezeichneten Arbeit

"Divergierende Blütenmerkmale und Bestäuber von Cypripedium calceolus L."

Die Arbeit analysiert, ob sich die Blütenmerkmale des Gelben Frauenschuhs (Cypripedium calceolus) wegen des Selektionsdrucks verschiedener Bestäuber auf verschiedenen Höhenstufen unterscheiden.

Im Jahr 2017 bewerteten die Repräsentaten der DBG an mehreren Hochschulen Master-Arbeiten aus Botanik und Pflanzenwissenschaften. Den Preis für die jeweils beste Master-Arbeit des Jahres erhielten bislang (in alphabetischer Reihenfolge):

Anže Žerdoner Čalasan (Ludwig-Maximilians-Universität München)
Morphological, phylogenetic and taxonomic analysis of selected Trachelomonas (Euglenida) strains
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Jan Hendrik Hoerner (Universität Bielefeld)
Allelopathic effects of the invasive plant Erodium cicutarium on agricultural crop plants
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Hannah Elisa Krawczyk (Universität Münster)
Influence of complex-type N-glycosylation on brassinosteroid signaling in Arabidopsis thaliana
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Birte Peters (Universität Salzburg)
Epiphytic bacteria on lettuce affect the feeding behavior of an invasive pest slug
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Anike Schaller (Universität Kiel)
Untersuchungen zur Rolle von WHIRLY-Proteinen in der Kommunikation zwischen Zellkern und Organellen
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Linda Titkemeier (Carl von Ossietzky-University Oldenburg)
Entwicklung geeigneter Lernhilfen für die Pflanzenbestimmungsübungen
mehr in der Zusammenfassung

Anže Žerdoner Čalasan erhielt den Preis für die beste pflanzenwissenschaftliche Master-Arbeit, die an der Ludwig-Maximilians-Universität München im Jahr 2017 erstellt wurde, von der Deutschen Botanischen Gesellschaft.

Titel der ausgezeichneten Arbeit

"Morphologische, phylogenetische und taxonomische Analyse von ausgewählten Trachelomonas (Euglenida) Stämmen"

Anže Žerdoner Čalasan klärte die Identität dreier vor mehr als 100 Jahren beschriebener Taxa von Trachelomonas und konnte dabei auch genetische Informationen zur eindeutigen Artenbestimmung generieren.

Jan Hendrik Hoerner erhielt den Preis für die beste pflanzenwissenschaftliche Master-Arbeit, die an der Universität Bielefeld im Jahr 2017 erstellt wurde, von der Deutschen Botanischen Gesellschaft.

Titel der ausgezeichneten Arbeit

"Allelopathische Effekte der invasiven Pflanze Erodium cicutarium auf landwirtschaftliche Nutzpflanzen"

Der invasive Reiherschnabel (Erodium cicutarium) verringert die Erntemengen zahlreicher Nutzpflanzen Nordamerikas teils drastisch. Jan Hendrik Hoerner untersuchte, welchen Anteil sogenannte Allelopathika daran haben, also von den Reiherschnäbeln produzierte chemische Substanzen, welche die Entwicklung anderer Pflanzen beeinflusst. Er trennte phenolische Verbindungen auf und zeigte deren wachstumshemmende Wirkung, die sich bereits in sehr geringen Konzentrationen entfaltete.

Hannah Elisa Krawczyk erhielt den Preis für die beste pflanzenwissenschaftliche Master-Arbeit, die an der Westfälischen Wilhelms-Universität Münster im Jahr 2017 erstellt wurde, von der Deutschen Botanischen Gesellschaft.

Titel der ausgezeichneten Arbeit

"Einfluss der komplexen N-Glykosylierung auf die Brassinosteroid-Signalweiterleitung in Arabidopsis thaliana"

Hannah Elisa Krawczyk untersuchte, welche Funktionen N-glykosylierte Proteinen in Pflanzen haben. Sie fand nun einen Zusammenhang zwischen der Unfähigkeit komplexe oder hybride N-Glykane im Golgi-Apparat bilden zu können und einer veränderten Sensibilität gegenüber den beiden Pflanzenhormonen Brassinolid (BL) und Abscisinsäure (ABA).

Birte Peters erhielt den Preis für die beste pflanzenwissenschaftliche Master-Arbeit, die an der Universität Salzburg im Jahr 2017 erstellt wurde, von der Deutschen Botanischen Gesellschaft.

Titel der ausgezeichneten Arbeit

"Epiphytic bacteria on lettuce affect the feeding behavior of an invasive pest slug"

Die Studie zeigt zum ersten Mal, dass natürlich vorkommende Bakterien, die mit der Blattoberfläche von Salatblättern assoziiert sind, einen Einfluss auf das Fressverhalten von Nacktschnecken haben, eines generalistischen Herbivoren.

Anike Schaller erhielt den Preis für die beste pflanzenwissenschaftliche Master-Arbeit, die an der Christian-Albrechts-Universität zu Kiel im Jahr 2017 erstellt wurde, von der Deutschen Botanischen Gesellschaft.

Titel der ausgezeichneten Arbeit

"Untersuchung zur Rolle von WHIRLY-Proteinen in der Kommunikation zwischen Zellkern und Organellen"

Wie Schaller zeigte, führt eine Hemmung der Chloroplastenentwicklung dazu, dass im Zellkern verstärkt Gene aktiv werden, die für mitochondriale Anti-Stress-Proteine wie WHIRLY2 kodieren.

Im Jahr 2018 bewerteten die Repräsentaten der DBG an den folgenden Hochschulen Master-Arbeiten aus der Botanik und den Pflanzenwissenschaften. Den Preis für die jeweils beste Master-Arbeit des Jahres erhielten (in alphabetischer Reihenfolge):

Benjamin Al (TU München)
Elucidation of the biological significance of post-translational modifications of Arabidopsis TRAPPII tethering complex proteins
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Mareike Busche (Universität Bielefeld)
Funktionelle Charakterisierung von zwei Flavonolsynthasen und einer Anthocyanidinsynthase aus Musa acuminata
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Michael Gasper (Universität Münster)
Einfluss der Lysin-Deacetylierung auf die Samenkeimungsphysiologie von Arabidopsis thaliana
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Marc Halder (Universität Konstanz)
Untersuchungen zum kompetitiven Vorteil eines funktionsfähigen NPQs in Phaeodactylum tricornutum
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Stefan Lucius (Universität Rostock):
Charakterisierung des Phänotyps von Arabidopsis-antisense-PGPase-Pflanzen nach Expression cyanobakterieller PGPasen
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Fabian-Philipp Sylvester (FU Berlin)
Gezieltes „genome editing“ via CRISPR/Cas9 und Charakterisierung von CDPKs in der Stressantwort
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Fabian-Philipp Sylvester erhielt den Preis für die beste pflanzenwissenschaftliche Master-Arbeit, die an der FU Berlin im Jahr 2018 erstellt wurde, von der Deutschen Botanischen Gesellschaft.

Titel der ausgezeichneten Arbeit

"Gezieltes „genome editing“ via CRISPR/Cas9 und Charakterisierung von CDPKs in der Stressantwort"

Diese Arbeit zeigt das große Potential des CRISPR/Cas9-Systems hinsichtlich der Untersuchung von gekoppelt vererbten Isoformen einer Genfamilie, hier anhand eines CDPK Gen-Clusters von Arabidopsis thaliana. Mit diesem System gelang es Sylvester, erstmals auch eine Dreifachmutante, mit einer weiteren CDPK Isoform, zu erzeugen.

Stefan Lucius erhielt den Preis für die beste pflanzenwissenschaftliche Master-Arbeit, die an der Universität Rostock im Jahr 2018 erstellt wurde, von der Deutschen Botanischen Gesellschaft.

Titel der ausgezeichneten Arbeit

"Charakterisierung des Phänotyps von Arabidopsis-antisense-PGPase-Pflanzen nach Expression cyanobakterieller PGPasen"

In dieser Arbeit wurde untersucht, inwieweit die Expression vier potentieller 2-Phosphoglykolat-Phosphatasen (PGPasen) aus dem Cyanobakterium Synechocystis sp. PCC 6803 eine Komplementation des photorespiratorischen Phänotyps von Arabidopsis thaliana-antisense-PGPase-Pflanzen ermöglicht.

Marc Adam Halder erhielt den Preis für die beste pflanzenwissenschaftliche Master-Arbeit, die an der Universität Konstanz im Jahr 2018 erstellt wurde, von der Deutschen Botanischen Gesellschaft.

Titel der ausgezeichneten Arbeit

"Investigating the competitive advantage of functional NPQ in Phaeodactylum tricornutum"

Unter naturnah simulierten Lichtbedingungen wurde in Kompetitionsexperimenten erstmals der Einfluss des Nicht Photochemischen Quenchings auf die Wachstumsperformance einer Kieselalge untersucht.

Michael Gasper erhielt den Preis für die beste pflanzenwissenschaftliche Master-Arbeit, die an der Universität Münster im Jahr 2018 erstellt wurde, von der Deutschen Botanischen Gesellschaft.

Titel der ausgezeichneten Arbeit

"Einfluss der Lysin-Deacetylierung auf die Samenkeimungsphysiologie von Arabidopsis thaliana"

Die chemische Inhibierung der Lysin Deacetylasen während der Samenkeimung führte zu einer Verringerung der Keimungsgeschwindigkeit. Genetische Analysen zeigten, dass die Lysin Deacetylasen hormonelle Signale während der Samenkeimung beeinflussen können.

Benjamin Al  erhielt den Preis für die beste pflanzenwissenschaftliche Master-Arbeit, die an der TU München im Jahr 2018 erstellt wurde, von der Deutschen Botanischen Gesellschaft.

Titel der ausgezeichneten Arbeit

"Elucidation of the biological significance of post-translational modifications of Arabidopsis TRAPPII tethering complex proteins"

Al charakterisierte das Modul TRAPPII, das eine entscheidende Komponente für die Stressphysiologie und Anpassungsfähigkeit von Pflanzen ist

Mareike Busche erhielt den Preis für die beste pflanzenwissenschaftliche Master-Arbeit, die an der Universität Bielefeld im Jahr 2018 erstellt wurde, von der Deutschen Botanischen Gesellschaft.

Titel der ausgezeichneten Arbeit

"Funktionelle Charakterisierung von zwei Flavonolsynthasen und einer Anthocyanidinsynthase aus Musa acuminata"

Die Arbeit trägt zum Verständnis der Synthese von Flavonolen und Anthocyanidinen in Musa acuminata (Banane) bei und bietet eine Grundlage für weitere Forschung zur erhöhten Produktion von Flavonoiden durch die Analyse zweier beteiligter Enzyme.

Im Jahr 2019 bewerteten die Repräsentant*innen der DBG an folgenden Hochschulen Master-Arbeiten aus der Botanik und den Pflanzenwissenschaften. Den Preis für die jeweils beste Master-Arbeit des Jahres erhielten (in alphabetischer Reihenfolge):

Helen Ballasus (Universität Leipzig)
Arteffekte auf Temperaturregulationsmechanismen in den Baumkronen am Leipziger Auwaldkran
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Mary Beyer (Paris-Lodron-Universität Salzburg)
Fungiert Schwer-Metall-Hyperakkumulation in Noccaea caerulescens als Abwehrmechanismus gegen Herbivoren?
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Paul David Grünhofer (Universität Bonn)
Bildung und chemische Zusammensetzung von Suberin in Pappelwurzeln
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Natalie Hering (Karlsruher Institut für Technologie, KIT)
In-situ Hybridisierung in Salvia Blüten und nahverwandten Lamiaceae Arten zur Detektion von Entwicklungsgenen
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Jannes Höpke (Carl von Ossietzky-Universität Oldenburg)
Die komplizierte Artgrenze zwichen Veronica spicata und V. orchidea (Plantaginaceae)
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Melanie Kastl (Universität Köln)
Functional characterization of the Ustilago maydis organ-specific effectors: UMAG05306 and UMAG11060
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Cathrin Manz (Philipps-Universität Marburg)
Diversitätsbewertung der Ektomykorrhiza bildenden Gattung Russula in tropischen Bergwäldern in Panama
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Erik Pischke (Universität Rostock in Kooperation mit der Uni Bayreuth)
Die Rolle der Leucin-Biosynthese für die Blei-Toleranz in Arabidopsis thaliana
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Felix Rehms (Westfälische Wilhelms-Universität Münster)
Entwicklung und Anwendung genetisch codierter Fluoreszenzsensoren für Hypoxie-Untersuchungen in Pflanzen
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Nicola Schmidt (Technische Universität Dresden)
Charakterisierung des endogenen Pflanzenpararetrovirus beetEPRV3 im Genom der Zuckerrübe Beta vulgaris, einem Vertreter der Florendoviren aus der Familie der Caulimoviridae
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Philipp Zamzow (Universität Bielefeld)
Entwicklung und Bewertung ausgewählter Streuobstbestände der Stadt Bergkamen zwischen 1990 und 2018
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Felix Rehms erhielt den Preis für die beste pflanzenwissenschaftliche Master-Arbeit, die an der Westfälische Wilhelms-Universität Münster im Jahr 2019 erstellt wurde, von der Deutschen Botanischen Gesellschaft.

Titel:

Entwicklung und Anwendung genetisch codierter Fluoreszenzsensoren für Hypoxie-Untersuchungen in Pflanzen

Rehms wies eine Akkumulation des sekundären Botenstoffes Ca²⁺ in energiearmen Zellen und eine darauffolgende Calcium-Signal-Weiterleitung während andauernder Sauerstoff-Restriktion in Arabidopsis thaliana Keimlingen nach. Darüber hinaus dokumentierte er den Beginn der Entwicklung von genetisch codierten fluoreszenten Sauerstoffsensoren für die Verwendung in Pflanzen.

In Anbetracht der Häufung von Extremniederschlägen und Fluten im Rahmen des Klimawandels wird die Toleranz gegenüber Sauerstoffmangel (Hypoxie, der vermutlich heftigste mit Flutungen einhergehende Pflanzenstress) ein immer wichtigeres landwirtschaftliches Züchtungsmerkmal, dessen Mechanismen bisher noch weitgehend unbekannt sind.

Um die Rolle von Second Messengers in der pflanzlichen Wahrnehmung und Signalweiterleitung von Hypoxie-Zuständen beziehungsweise der (durch Inhibition der aeroben Atmung) resultierenden Energiekrise aufzuklären wurden im Rahmen dieser Arbeit genetisch codierte fluoreszierende Sensoren der cytosolischen Konzentration von Ca2+ und ATP verwendet. Diese ermöglichten die mikroskopische Untersuchung von „überfluteten“ Arabidopsis thaliana Keimlingen in räumlicher und zeitlicher Auflösung.

Auf diese Art und Weise konnten mehrere Ca²⁺-Wellen angezeigt werden, die mutmaßlich durch den Zusammenbruch des zellulären Energiehaushaltes und daraus folgender Beeinträchtigung von aktiven Transportprozessen zur Aufrechterhaltung von Ionengradienten ausgelöst wurden. Ausgehend von den ersten ATP-erschöpften Geweben und Zellen können sich diese Wellen durch den gesamten Keimling ausbreiten. Die Dynamik der Wellen und der Vergleich mit der ATP-Konzentration deutet dabei darauf hin, dass die Signal-Propagation ein aktiver Prozess ist, der nicht ausschließlich auf Energiemangel und passivem Ionen-Einstrom beruht.

Zusätzlich wurde im Rahmen dieser Arbeit mit der Entwicklung von genetisch codierten fluoreszierenden Sauerstoff-Indikatoren begonnen. Solche Sauerstoff-Sensoren könnten in jedwedem Gewebe exprimiert und in-vivo verwendet werden. Anders als bisherige chemische oder physikalische Messmöglichkeiten wird dadurch kein zusätzlicher Stress erzeugt. Insofern wären sie ideal zur Aufklärung der Sauerstoff-Abhängigkeit von Signalen in hypoxischen Pflanzen. Die Unabhängigkeit von pflanzlichen Adaptions- und Wachstumsmechanismen ermöglicht außerdem möglicherweise die Identifikation von hypoxische Gewebe-Nischen, die nicht durch hypoxische Marker-Gene angezeigt werden.

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Felix Rehms fertigte die Arbeit am Institut für Biologie und Biotechnologie der Pflanzen (IBBP), Abteilung Molekulargenetik und Zellbiologie der Pflanzen, in der Arbeitsgruppe von Prof. Dr. Jörg Kudla an.

Jannes Höpke erhielt den Preis für die beste pflanzenwissenschaftliche Master-Arbeit, die an der Carl von Ossietzky-Universität Oldenburg im Jahr 2019 erstellt wurde, von der Deutschen Botanischen Gesellschaft.

Titel:

Die komplizierte Artgrenze zwichen Veronica spicata und V. orchidea (Plantaginaceae)

Höpke untersuchte ob die beiden Arten Ähriger Ehrenpreis (Veronica spicata) und der verwandte Veronica orchidea natürlich hybridisieren. Zum ersten mal wurde systematisch der Einfluss von fehlenden Daten und fehlender Allel-Dosis-Information vergleichend für populationsgenetische Methoden wie PCA/PCoA und STRUCTURE verglichen. Zudem konnte erstmals Material von den Typen Lokalitäten der Arten V. barrelieri subsp. crassifolia und V. tzesnae untersucht werden.

Das Ziel war es die potentiell hybridisierenden Arten Veronica spicata und V. orchidea (Plantaginaceae) bezüglich Ihrer komplizierten Artabgrenzung zu untersuchen. Hierfür wurden die beiden Arten, zusammen mit anderen morphologisch nahstehenden Arten, mittels Genotyping-by-Sequencing (GBS) analysiert. Die gleiche Fragestellung wurde von Bardy et al. (2011) mittels der AFLP-Methode bereits nachgegangen, jedoch konnten diese Ergebnisse nicht exakt reproduziert werden. Um dies besser zu verstehen im Hinblick auf gemischte Ploidiegerade, dem Einfluss von fehlenden Daten und fehlender Allel-Dosis-Information auf populationsgenetische Analyse-Methoden, wurden Simulationen und Untersuchungen von den GBS-Daten durchgeführt, um die Hintergründe für die Unterschiede herauszufinden. Dabei wurde ein Fehler im Programm ipyrad herausgearbeitet, die Bedeutung von Paralogen analysiert und Unterschiede zwischen der Codierung von AFLP und diploidisierten SNP-Daten herausgearbeitet. 

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Jannes Höpke fertigte die Arbeit am Institut für Biologie und Umweltwissenschaften in der Arbeitsgruppe Biodiversität und Evolution der Pflanzen von Prof. Dr. Dirk Albach an.

Mary Beyer erhielt den Preis für die beste pflanzenwissenschaftliche Master-Arbeit, die an der Paris-Lodron-Universität Salzburg im Jahr 2019 erstellt wurde, von der Deutschen Botanischen Gesellschaft.

Titel:

Fungiert Schwer-Metall-Hyperakkumulation in Noccaea caerulescens als Abwehrmechanismus gegen Herbivoren?

Wie sie herausfand können Schwermetalle eine abschreckende Wirkung auf Herbivoren haben, was wiederum die elemental defence hypothesis unterstützt. Allerdings zeigten die Fraßversuche auch, dass die Wirkung dieses Effektes stark von der Art des Schwermetalls und der Spezies des Herbivoren abhängt.

Das Ziel dieser Studie war es neue Erkenntnisse zur elemental defence hypothesis zu erlangen. Nach dieser Theorie fungieren Schwermettale als Abwehrmechanismus, indem sie Herbivoren & Pathogene abwehren oder abtöten, was zu einer verstärkten Akkumulation in bestimmen Pflanzen (Hyperakkumulatoren) führte. Hierzu wurden ein free choice feeding trial mit vier verschiedenen Herbivoren (Arion vulgaris, Vanessa cardui, Plutella xylostella und Pieris rapae) durchgeführt. Den Herbivoren wurde dabei Pflanzen der Spezies Noccaea caerulescens angeboten, welche mit verschieden Nickel- & Zink-Konzentrationen behandelt wurden. Anschließend wurde der Fraßschaden an jeder Pflanze ermittelt was wiederrum Aufschluss darüber gab, ob Nickel und/oder Zink eine abschreckende Wirkung auf das Fressverhalten dieser Herbivoren haben.

Die Ergebnisse zeigen, dass eine signifikante Korrelation zwischen dem Zink-Gehalt in Pflanzen und dem Fressverhalten von Herbivoren besteht. Der Fraßschaden ist bei mit Zink behandelten Pflanzen bis zu 20% geringer als bei unbehandelten Pflanzen. Allerdings haben mit Nickel behandelte Pflanzen nicht denselben, eindeutigen Effekt gezeigt, auch wenn eine Tendenz zu erkennen war, dass Pflanzen mit hohem Nickel-Gehalt von manchen Herbivoren eher vermieden wurden. Dies zeigt, dass die Wirkung der akkumulierten Schwermetalle stark von der Art des Schwermetalls und der Spezies des Herbivoren abhängt.

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Mary Beyer fertigte die Arbeit am Institut für Ökologie und Evolution der Universität Salzburg in der Arbeitsgruppe von Prof. Hans-Peter Comes an.

Nathalie Hering erhielt den Preis für die beste pflanzenwissenschaftliche Master-Arbeit, die am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) im Jahr 2019 erstellt wurde, von der Deutschen Botanischen Gesellschaft.

Titel:

In-situ Hybridisierung in Salvia Blüten und nahverwandten Lamiaceae Arten zur Detektion von Entwicklungsgenen

Sie beschreibt das unerwartete Vorkommen von B-Klassen Identitätsgenen im Ovar adulter Salvia Blüten sowie nahverwandter Lamiaceaen.

Die Blüte stellt eine evolutionäre Schlüssel-Innovation zur Arterhaltung dar, da eine bestimmte Interaktion zwischen Blüte und Bestäuber für viele Arten der Schlüssel ist, ihre genetische Linie zu bewahren. Innerhalb der Blütenentwicklung soll es sogenannte Genes of Speciation geben, welche maßgeblich am Aufbau von Reproduktionsbarrieren beteiligt sind. Anhand deren könnte die Debatte um das Artkonzept gelöst werden, da eine Analyse dieser Gene es ermöglichen könnte, die Arten systematisch korrekt zu klassifizieren. Um die Blütenentwicklung in Salvia und nahverwandten Lamiaceaen verstehen zu können, wurde das zeitliche und räumliche Expressionsmuster beteiligter homöotischer Gene vergleichend betrachtet. Innerhalb dieser Arbeit wurde die Expression der B-Klassen Entwicklungsgene GLOBOSA (GLO) und DEFICIENS (DEF) in adulten Salvia Blüten sowie nahverwandten Lamiaceaen qualitativ und quantitativ sowie mit Hilfe der in-situ Hybridisierung (ISH) untersucht. Die ISH ist eine molekularbiologische Methode zum spezifischen Nachweis von Nukleinsäuren in der Zelle von histologischen Schnittpräparaten in vivo. Mithilfe dieser Methode konnten die Entwicklungsgene GLO und DEF erfolgreich im Ovar und Staubblatt von Blüten der Lamiaceaen via ISH lokalisiert werden.

Das Vorkommen des B-Klassen Identitätsgens GLO in den Staubblättern entspricht dem ABC-Modell nach Coen und Meyerowitz. Die unerwartete Lokalisierung der beiden Entwicklungsgene GLO und DEF im Ovar könnte auf ein evolutionär junges, unbekanntes Protein hindeuten oder aber auf eine Repression der Entwicklungsgene durch eine unbekannte microRNA im vierten Blütenkreis hinweisen. Das Vorkommen der Entwicklungsgene in der Blüte wird durch die qualitative und quantitative Genexpressionsanalyse bestätigt. Genaue zeitliche Expressionsmuster der Entwicklungsgene konnten nicht detektiert werden, lediglich dass diese Gene vermehrt in späten Entwicklungsstadien der Blüte vorkommen. Dennoch lässt das Vorkommen des Entwicklungsgens DEF im Blatt eine frühe Involvierung in das kombinatorische Netzwerk der Blütenentwicklung offen, neben seiner eigentlichen Funktion als B-Klassen Identitätsgen.

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Nathalie Hering fertigte die Arbeit am Botanischen Institut I, Abteilung für Biodiversität des Karlsruher Instituts für Technologie in der Arbeitsgruppe von Herrn Prof. Dr. Nick an.

Philipp Zamzow erhielt den Preis für die beste pflanzenwissenschaftliche Master-Arbeit, die an der Universität Bielefeld im Jahr 2019 erstellt wurde, von der Deutschen Botanischen Gesellschaft.

Titel der Arbeit: Entwicklung und Bewertung ausgewählter Streuobstbestände der Stadt Bergkamen zwischen 1990 und 2018

In dieser Arbeit wurden zwei Aspekte genauer untersucht: Zum einen wurde die Entwicklung und der aktuelle Zustand der Streuobstflächen Bergkamens festgehalten und überprüft, was in der bisherigen Stadtgeschichte nur einmal im Jahr 1990 stattfand, zum anderen diente diese Arbeit einer Überprüfung der festgelegten Minimumkriterien des Landesamtes für Natur, Umwelt und Verbraucherschutz (LANUV) für die Unterschutzstellung von Streuobstwiesen- und weiden.

Zu den Ergebnissen sowie zum Plan der untersuchten Flächen

Paul David Grünhofer erhielt den Preis für die beste pflanzenwissenschaftliche Master-Arbeit, die an der Rheinische Friedrich-Wilhelms-Universität Bonn im Jahr 2019 erstellt wurde, von der Deutschen Botanischen Gesellschaft.

Titel:

Bildung und chemische Zusammensetzung von Suberin in Pappelwurzeln

Grünhofer analysierte, wann und wo Suberin in die Zellwände von Pappelwurzeln eingelagert wird und wie dies chemisch zusammengesetzt ist. Ein Großteil der Ergebnisse umfasst Kontroll- sowie osmotische Stressbedingungen.

Suberinisierung des Wurzelgewebes dient der Pflanze als Schutzmechanismus gegenüber vielzähligen biotischen sowie abiotischen Stressfaktoren. Mittels in-vitro Gewebekulturen, hydroponischen Aufbauten, Fluoreszenzmikroskopie und Gaschromatographie wurde die gewebespezifische Bildung von Suberin unter Kontroll- und Stressbedingungen untersucht. Der Hauptfokus lag zunächst auf dem Etablieren einer wissenschaftlich standardisierten und reproduzierbaren Vorgehensweise zur Gewinnung und unkomplizierten Behandlung von Pappelwurzeln mit verschiedenen Stressszenarien, um eine solide Basis für zukünftige Untersuchungen zu legen. Darüber hinaus konnte unter Zuhilfenahme von Fluoreszenzmikroskopie bereits gezeigt werden, dass unter Einfluss von mildem osmotischem Stress (-0,4 MPa) die Suberinisierung in Pappelwurzeln früher beginnt, also verschoben in Richtung der Wurzelspitze, als unter Kontrollbedingungen. Eine analytische Aufbereitung und gaschromatographische Untersuchung des gewonnenen Wurzelgewebes zeigte eine bemerkenswert hohe Übereinstimmung der Suberinkomposition mit dem häufig verwendeten Modellorganismus Arabidopsis thaliana. Eine quantitative Auswertung, also die Beantwortung der Frage ob der leichte osmotische Stress eine tatsächlich erhöhte Suberinisierung induziert, konnte innerhalb der Arbeit aus zeitlichen Gründen nicht fertiggestellt werden. Diese, sowie auch Tests mit stärkeren osmotischen Potenzialen (-0,6 MPa und ‑0,8 MPa) und Behandlungen der Wurzeln mit Salzstress folgen jedoch in der nahtlos angeschlossenen Doktorarbeit. Interessant sind diese Fragestellungen vor allem, da durch die steigenden Temperaturen in der Zukunft Wasser- (repräsentiert durch osmotischen Stress) und dadurch bedingt auch Salzstress in den Böden deutlich häufiger vorzufinden sein werden.

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Paul David Grünhofer fertigte die Arbeit am Institut für Zelluläre und Molekulare Botanik (IZMB) in der Arbeitsgruppe von Prof. Dr. Lukas Schreiber an.

Nicola Schmidt erhielt den Preis für die beste pflanzenwissenschaftliche Master-Arbeit, die an der Technischen Universität Dresden im Jahr 2019 erstellt wurde, von der Deutschen Botanischen Gesellschaft.

Titel:

Charakterisierung des endogenen Pflanzenpararetrovirus beetEPRV3 im Genom der Zuckerrübe Beta vulgaris, einem Vertreter der Florendoviren aus der Familie der Caulimoviridae

Erstmals wurden die drei Endopararetrovirus-Familien im Zuckerrübengenom beschrieben und mit Fokus auf die Familie beetEPRV3 auf ihre Eigenschaften untersucht. Es wurde deutlich, dass sich alle beetEPRV-Familien in ihrer elementaren Struktur voneinander unterscheiden, was erste Rückschlüsse auf deren evolutionäre Entwicklung zuließ. Zudem wurde eine Einbettung der viralen Sequenzen in äußerst AT-reiche Heterochromatinbereiche festgestellt. Aufgrund dieser Tatsache konnten Hypothesen aufgestellt werden, die die fehlende Virulenz der beetEPRVs erklären.

Endopararetroviren (EPRVs) sind im Tier- und Pflanzenreich weit verbreitet und zeichnen sich durch eine Integration ihrer DNA ins Wirtsgenom aus. Eine Reaktivierung kann Krankheitsbilder auslösen, so zum Beispiel bekannt bei Tabak oder Petunie. Mithilfe umfassender bioinformatischer Methoden erfolgte in dieser Arbeit eine Identifizierung der EPRVs im Zuckerrübengenom und deren phylogenetische Zuordnung zu den Florendoviren, einer sehr abundanten Gattung der Caulimoviridae. Für alle drei Familien wurde die Elementstruktur rekonstruiert, wobei sich herausstellte, dass zwei Familien (beetEPRV1 und beetEPRV3) intakte Kopien besitzen, während die dritte Virus-Familie (beetEPRV2) deutlich fragmentierter ist. Die Familie beetEPPRV3 wurde darüber hinaus mittels molekularbiologischer und cytogenetischer Methoden wie der Southern-Hybridisierung und der Fluoreszenz in situ Hybridisierung untersucht. Es zeigte sich, dass EPRVs dieser Familie häufig in stark kompaktierten, repetitiven und somit schwer zugänglichen DNA-Bereichen akkumulieren, wodurch sie einer Eliminierung aus dem Zuckerrüben-Genom entgehen konnten. Diese Erkenntnisse tragen zum Verständnis der Virulenzentstehung von EPRVs bei, die in einigen Wirtspflanzen über lange Zeit erhalten geblieben ist.

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Nicola Schmidt fertigte die Arbeit am Lehrstuhl für Zell- und Molekularbiologie der Pflanzen in der Arbeitsgruppe von Prof. Dr. Thomas Schmidt an.

Erik Pischke erhielt den Preis für die beste pflanzenwissenschaftliche Master-Arbeit, die an der Universität Rostock im Jahr 2019 erstellt wurde, von der Deutschen Botanischen Gesellschaft.

Titel: Die Rolle der Leucin-Biosynthese für die Blei-Toleranz in Arabidopsis thaliana

Das Schwermetall Blei kann das Wachstum von verschiedenen Ökotypen und Mutanten von Arabidopsis thaliana (dt. Acker-Schmalwand) beeinflussen und eine essentielle Rolle spielt dabei ein Enzym, welches Teil des Leucin-Biosyntheseweges ist.

Um die molekularen Mechanismen für eine Blei-Toleranz zu identifizieren, wurde die natürliche Varianz von verschiedenen Ökotypen von A. thaliana gegenüber Blei getestet. Dafür wurden sogenannte Liquid Seedling Assays (Flüssig-Wachstumsversuche) durchgeführt und die Länge der Wurzel von Pflanzen, die unter Bleistress angezogen wurden, konnten gemessen werden. Genomweite Assoziierungsstudien wiesen auf Enzyme des Leucin-Biosyntheseweges hin und daher wurden entsprechende Mutanten untersucht. Diese zeigten eine ausgeprägte Hypersensitivität gegenüber dem Schwermetall im Vergleich zum Referanz-Wildtyp. Der beobachtete Phänotyp konnte durch eine Leucin-Zugabe im Medium anteilig komplementiert werden. Weiterführende Experimente werden zum Ziel haben, die grundlegenden genetischen und metabolischen Hintergründe für den Einfluss von Blei auf die Leucin-Biosynthese in A. thaliana zu klären.

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Erik Pischke fertigte die externe Masterarbeit der Universität Rostock am Lehrstuhl für Pflanzengenetik von Prof. Dr. Renate Horn in Kooperation mit der Universität Bayreuth am Lehrstuhl für Pflanzenphysiologie in der Arbeitsgruppe von Prof. Dr. Stephan Clemens an.

Helen Ballasus erhielt den Preis für die beste pflanzenwissenschaftliche Master-Arbeit, die an der Universität Leipzig im Jahr 2019 erstellt wurde, von der Deutschen Botanischen Gesellschaft.

Titel: Arteffekte auf Temperaturregulationsmechanismen in den Baumkronen am Leipziger Auwaldkran

Prozesse, die das Kronen-Mikroklima wesentlich kontrollieren und beeinflussen, hängen mit der Art und ihren spezifischen strukturellen und physiologischen Merkmalsausprägungen und mit meteorologischen Prädiktoren in Abhängigkeit von der vertikalen Kronen-Architektur zusammen.

Melanie Kastl erhielt den Preis für die beste pflanzenwissenschaftliche Master-Arbeit, die an der Universität zu Köln im Jahr 2019 erstellt wurde, von der Deutschen Botanischen Gesellschaft.

Titel: Funktionelle Charakterisierung der Ustilago maydis organspezifischen Effektoren: UMAG05306 und UMAG11060

Zwei Effektoren des Maisbeulenbrandpilzes, Ustilago maydis, wurden in planta lokalisiert sowie deren (mögliche) Ziele identifiziert und beschrieben.

Ustilago maydis parasitiert alle oberirdischen Teile der Maispflanze durch Induktion der Tumorbildung. Zur Etablierung der Biotrophie sekretiert U. maydis Effektoren, die die pflanzlichen Immunantworten inhibieren und den Metabolismus des Wirts modellieren. Co-immunpräzipitations-Experimente und Lokalisationsanalysen mit fluoreszenzmarkierten Effektoren wurden durchgeführt, um die zwei U. maydis Effektoren UMAG05306 und UMAG11060 funktionell zu charakterisieren. Wir haben gezeigt, dass beide Effektoren während der Wirtskolonisierung sekretiert werden und an der Pilzvirulenz beteiligt sind. Außerdem haben Interaktionsanalysen dargelegt, dass UMAG05306 mit dem pflanzlichen Zytoskelett interagiert / es modelliert, während UMAG11060 mit Komponenten der Wirts-Verteidigung interagiert, um die pflanzliche Immunantwort zu supprimieren. Das Verständnis wie Pilze mit dem Pflanzenimmunsystem interferieren wird helfen Resistenz- und Anfälligkeits- Mechanismen zu verstehen.

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Melanie Kastl fertigte die Arbeit am Botanischen Institut / Lehrstuhl für Terrestrische Mikrobiologie in der Arbeitsgruppe von Prof. Dr. Gunther Döhlemann an.

Alle zwei Jahre prämiert unsere DBG die beste Veröffentlichung der beiden vorangegangenen Jahre mit einem Preis von 1.000 Euro. Der Preis für die beste Veröffentlichung unserer Wilhelm Pfeffer-Stiftung ist nur zu vergeben für Publikationen, die aus Diplom-, Masterarbeiten oder Promotionen hervorgegangen sind. Für das Publikationsdatum ist die Endversion der Veröffentlichung ausschlaggebend.

Die Preistragenden und die ausgezeichnete Veröffentlichung werden während der Botanik-Tagung vorgestellt und die Arbeit auf der Website der DBG präsentiert.

Vorschlagsberechtigt sind alle DBG-Mitglieder, auch Selbstvorschläge sind möglich. Der Preis ist teilbar. Ein Anrecht auf den Preis, salopp auch Best-Paper-Preis genannt, besteht nicht. 

Bewerbung

Folgende Unterlagen sind für eine erfolgreiche Bewerbung einzureichen:

• Publikation (als pdf-Datei)
• Gutachten der Reviewer des Journals
• Kurzgutachten des/der betreuenden Hochschullehrers/-in (ca. eine Seite).
  Dieses Gutachten soll auch eine Aussage enthalten, in welchem Rahmen (Master-/Diplom-/Promotionsarbeit) die Veröffentlichung entstanden ist.

Termine

Bewerbungen können einmal im Jahr eingereicht werden (i.d.R. zum 31. März). Bewerbungen richten Sie bitte an den Präsidenten (siehe: Vorstand) der Wilhelm Pfeffer-Stiftung. Die Ausschreibungen werden jeweils auf der Website der DBG veröffentlicht.

Cathrin Manz erhielt den Preis für die beste pflanzenwissenschaftliche Master-Arbeit, die an der Philipps-Universität Marburg im Jahr 2019 erstellt wurde, von der Deutschen Botanischen Gesellschaft.

Titel: "Diversitätsbewertung der Ektomykorrhiza bildenden Gattung Russula in tropischen Bergwäldern in Panama"

Manz analysierte erstmals die Vielfalt von Russula-Arten („Täublinge“) in den Bergregenwäldern Panamas. Mehr als 45 Arten wurden neu für Panama nachgewiesen, unter denen sich zahlreiche für die Wissenschaft neue Arten befinden.

Die Vielfalt der Ektomykorrhizapilze in den Tropen ist noch weitgehend unerforscht, obwohl sie eine Schlüsselkomponente der Ökosysteme tropischer Bergwälder darstellen. In dieser Studie wurden 106 Belege von Arten der Gattung Russula („Täublinge“) in Chiriquí, Panama, gesammelt und im frischen Zustand beschrieben. Die Proben wurden mit phylogenetischen Methoden unter Verwendung des universellen Pilz-Barcodes ITS analysiert. Der resultierende phylogenetische Baum enthüllte eine Gesamtzahl von 90 Russula-Arten in Panama, von denen 47 Arten neu für dieses Land erfasst werden konnten. Unter diesen Aufsammlungen befinden sich viele mutmaßlich neue Arten. Eine Auswahl von vier neuen Russula-Arten aus der Subsektion Roseinae wurden morphologisch mit Licht- und Rasterelektronenmikroskopie im Rahmen der Masterarbeit analysiert. Fünf Muster bezüglich Ektomykorrhiza-Partnern und geographischer Verbreitung wurden aufgezeigt. Angesichts des Verlusts von Lebensräumen und des Klimawandels ist es heute mehr denn je notwendig, Proben mit den dazugehörigen Daten zu sammeln, zu herbarisieren und diese Ressourcen offen zu teilen. Andernfalls werden viele Arten unbemerkt aussterben.

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Cathrin Manz fertigte die Arbeit am Fachbereich Biologie in der Arbeitsgruppe Mykologie von Karl-Heinz Rexer an.

Nora Stingl erhielt den Preis für die beste pflanzenwissenschaftliche Master-Arbeit, die an der Philipps Universität Marburg im Jahr 2020 erstellt wurde, von der Deutschen Botanischen Gesellschaft.

Titel: Etablierung und Optimierung von neuen Modellorganismen zur Erforschung der frühen Landpflanzenevolution

Stingl etablierte erfolgreich drei neue Modellorganismen und optimierte deren Kultivierung für künftige Untersuchungen zum Landgang der ersten Pflanzen.

Die Etablierung von neuen Modellorganismen ist entscheidend um den Landgang der Pflanzen zu untersuchen, welcher das Fundament der Natur, wie wir sie kennen, gelegt hat. Es ist allgemein akzeptiert, dass eine Gruppe der Charophyta, genauer des ZCC Paraphylums, den Vorfahren der Landpflanzen hervorbrachte. Da noch keine Modellorganismen in dieser Gruppe etabliert sind, wurden drei Organismen als potentielle Modellorganismen ausgesucht: Chara braunii, Spirogyra pratensis und Mougeotia scalaris. Innerhalb dieser Arbeit konnten Protokolle zur Kultivierung im Labor für alle drei Organismen entwickelt werden. Zusätzlich konnte die sexuelle Reproduktion von C. braunii und S. pratensis wiederholt erfolgreich induziert werden und es wurde ein Protokoll zur Keimung von C. braunii Oosporen etabliert.

Die Bryophyta gelten als Schwestertaxon der Gefäßpflanzen und das Hornmoos Anthoceros agrestis ist bereits als Modellorganismus etabliert. In dieser Arbeit wurden Studien zur in vitro Kultivierung durchgeführt und es konnte unterschiedliches Wachstums- und Keimungsverhalten zwischen axenischen und nicht-axenischen Kulturen beobachtet werden.

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Nora Stingl fertigte die Arbeit am Institut für Biologie in der Arbeitsgruppe von Prof. Dr. Stefan A. Rensing an.

Levke Valena Höche erhielt den Preis für die beste pflanzenwissenschaftliche Master-Arbeit, die an der Christian-Albrechts-Universität zu Kiel im Jahr 2020 erstellt wurde, von der Deutschen Botanischen Gesellschaft.

Titel: Der kombinierte Effekt von Populationsherkunft und Inzucht auf pflanzliche Merkmale, die bestäubende Insekten anziehen

Inzucht kann die Produktion von Blütenduftstoffen und morphologische Blütenmerkmalen negativ beeinflussen. Die Magnitude dieses Effektes hängt stark vom Geschlecht der Pflanzenindividuen und der geographischen Herkunft der Populationen ab.

Die Attraktivität einer Blüte für Bestäuber wird von einer Kombination morphologischer und olfaktorischer Merkmale bestimmt. Pflanzliche Inzucht kann diese Merkmale negative beeinflussen und diese Effekte können sowohl innerhalb einer Population zwischen weiblichen und männlichen Pflanzen, als auch zwischen Populationen verschiedener geographischer Herkünfte variieren.

In dieser Arbeit wurden Unterschiede in morphologischen und olfaktorischen Blütenmerkmalen in ausgekreutzten und ingezüchteten, männlichen und weiblichen Individuen der diözischen Pflanzenart Silene latifolia aus acht europäischen und acht nordamerikanischen Populationen aufgenommen. Zusätzlich wurden Besuchsraten dämmerungsaktiver Bestäuber quantifiziert.

Inzucht reduzierte die Anzahl der Blüten und deren Größe, sowie die Menge an Fliederaldehyden, die essenziell für die chemische Kommunikation mit Dämmerungsaktiven Faltern sind. Diese Effekte waren bei weiblichen Individuen teilweise stärker ausgeprägt als bei männlichen und variierten zwischen Populationen verschiedener Herkünfte. Diese Effekte spiegelten sich jedoch nicht in den Bestäuberbesuchsraten wider, die aus logistischen Gründen nur über einen sehr kleinen Zeitraum im Spätsommer beobachtet werden konnten. Die Ergebnisse unterstützen, dass Inzucht das Potenzial hat die Attraktivität einer Blüte für bestäubende Insekten zu vermindern, und, dass die zugrundeliegende genetische Architektur von geschlechtsspezifischer Selektion und der evolutionären Historie einer Population geformt wird.

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Levke Valena Höche fertigte die Arbeit am Institut für Ökosystemforschung in der Abteilung Geobotanik unter der Betreuung von Dr. Karin Schrieber an.

Joelle Kröll erhielt den Preis für die beste pflanzenwissenschaftliche Master-Arbeit, die an der Leopold-Franzens-Universität Innsbruck im Jahr 2020 erstellt wurde, von der Deutschen Botanischen Gesellschaft.

Titel: Allopolyploidie, Introgression und morphologische Differenzierung in der in den Pyrenäen endemischen Art Saxifraga pubescens

Mehrere Datenquellen enträtseln die bisher unscheinbare Vielfalt eines Endemiten, der in den höchsten Regionen der Pyrenäen vorkommt: von einer Art zu zweien, Genomduplikationen und wiederkehrende Hybridisierung

Hybridisierung ist eine wichtige evolutionäre Kraft in Pflanzen, die entweder zu einem Verlust an Differenzierung durch introgressive Hybridisierung oder zu einer Erhöhung der Diversität aufgrund der Entwicklung einer neuen evolutionären Entität durch Artbildung führen kann. Damit letzteres stattfinden kann, müssen Hybride zwei große Herausforderungen bewältigen: die Hybridsterilität und die Rückkreuzung mit den Elternlinien. Ein Weg, um beide Probleme zu überwinden, ist die Allopolyploidie. Saxifraga pubescens ist eine alpine Pflanze, die in den Pyrenäen endemisch ist und an Bergkämmen, Gipfeln und freiliegenden Gesteinen in den höchsten Bereichen des Gebirges vorkommt. Laut lokalen Bestimmungsbüchern gibt es zwei Unterarten mit allopatrischer Verteilung: subsp. pubescens und subsp. iratiana. Kürzlich durchgeführte Feldstudien haben jedoch gezeigt, dass 1) Populationen mit unklarer Identifizierung und 2) ein nicht allopatrisches Verteilungsmuster zwischen den beiden Unterarten gegeben ist. Darüber hinaus scheint eine Hybridisierung mit anderen gemeinsam vorkommenden Saxifraga-Arten zu erfolgen. Saxifraga pubescens ist eine gute Modellart, um zur wenig bekannten biogeographischen Geschichte der alpinen Pflanzen der Pyrenäen beizutragen. Da die Art in einigen Gebieten sowohl in Spanien als auch in Frankreich geschützt ist, muss die intraspezifische Systematik von S. pubescens geklärt werden. Zu diesem Zweck verbinden wir morphologische Daten, relative Genomgrößen und molekulare Daten aus der RAD- und der Plastid-DNA-Sequenzierung miteinander, um auf die evolutionäre und biogeographische Geschichte der Art zu schließen und einen kongruenten Systematikrahmen zu schaffen. Wir haben in dieser Arbeit sowohl vereinzelte Hybriden in Populationen von S. pubescens als auch ganze Populationen, die nur aus Hybriden bestehen, entdeckt. Die sogenannte homoploide Hybridisierung scheint der Ursprung der vereinzelten Hybride zu sein, während die Hybrid-Populationen aus Allopolyploiden bestehen, was auf die Fertilität der Hybride und damit auf ihr Potenzial, schließlich neue Arten zu bilden, hinweist. Die Morphologie ermöglicht die korrekte Identifizierung der beiden Unterarten sowie der Hybriden, mit Ausnahme von Individuen mit unausgeglichener Introgression. Darüber hinaus ergeben die molekularen Daten, dass beide Unterarten monophyletisch sind, während die Art selbst jedoch polyphyletisch ist. Außerdem weisen sie darauf hin, dass die beiden Unterarten durchweg gut differenzierte Entitäten sind und als zwei separate Arten anerkannt werden sollten.

Die Master-Arbeit von Joelle Kröll ist hier veröffentlicht: https://diglib.uibk.ac.at/ulbtirolhs/download/pdf/5341778?originalFilename=true

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Joelle Kröll fertigte die Arbeit am Institut für Botanik bei Univ.-Prof. Mag. Dr. Ilse Kranner (Institutsleiterin) in der Arbeitsgruppe von Univ.-Prof. Mag. Dr. Peter Schönswetter (Stellvertretender Institutsleiter) und Ass. Dr. Pau Carnicero an.

Johanna Knab erhielt den Preis für die beste pflanzenwissenschaftliche Master-Arbeit, die an der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (FAU) im Jahr 2020 erstellt wurde, von der Deutschen Botanischen Gesellschaft.

Titel: Untersuchungen an CNGC-Kanälen in Physcomitrium patens, sowie Erstellung von optogenetischen Linien und eines pH Markers zum Live-Cell Imaging

Lokaler Ca²⁺-Import durch CNGC-Kanäle scheint das Spitzenwachstum im Moos (Physcomitrium patens) Protonemata zu beeinflussen und kann durch ein neu etabliertes optogenetisches System untersucht werden.

Pflanzliche „durch zyklische Nukleotide-gesteuerte Kanäle“ (CNGCs) regulieren viele biologische Prozesse von der Pflanzenentwicklung bis hin zum Spitzenwachstum und zu Immunantworten. Im Moos Physcomitrium patens sind acht CNGCs bekannt, deren Funktionen weitgehend unerforscht sind, während in Arabidopsis thaliana bereits eine Beteiligung verschiedener CNGCs am Spitzenwachstum von Wurzelhaaren und Pollenschläuchen gezeigt werden konnte. Um den Einfluss von CNGC Kanälen auf das Spitzenwachstum von Moos-Protonemata zu untersuchen, wurden verschiedene P. patens CNGC Knock-Out Linien mittels CRISPR/Cas Behandlung generiert. Es konnten vier verschiedene cngc Einzel-KO-Linien, zwei cngc Doppel-KO-Linien und eine cngc Triple-KO-Linie erzeugt werden. Die restlichen vier CNGC Gene konnten bisher noch nicht ausgeschaltet werden, was auf essentielle Funktionen dieser Kanäle hinweisen könnte. Die Untersuchung der etablierten cngc KO-linien hat gezeigt, dass drei P. patens CNGCs tatsächlich das Spitzenwachstum in Protonemata beeinflussen. cngc-b, cngc-c und cngc-h Einzel-KO-Linien zeigten eine signifikante Verlängerung von Protonemata-Zellen, genauso wie zwei der cngc-Doppel-KO-Linien. Dieser Effekt war besonders ausgeprägt in der cngc-b/cngc-c Doppel-KO-Linie zu beobachten, was auf additive funktionelle Interaktionen zwischen CNGCc und CNGCb hindeutet.

Darüber hinaus wurden Experimente zur Etablierung eines optogenetischen Systems in P. patens durchgeführt. Die Optogenetik stellt eine zellbiologische Methode dar, mit der sich Prozesse in lebenden Zellen unter dem Einsatz von lichtempfindlichen Proteinen durch Lichtimpulse steuern lassen. In Zusammenarbeit mit Herrn Prof. Dr. Nagel von der Universität Würzburg wurden transgene P. patens Linien generiert, die ein rekombinantes Channelrhodopsin fusioniert mit einem grün-fluoreszierenden Protein (ChR-2-XXL::GFP) exprimieren. Ähnliche Channelrhodopsine wurden bereits erfolgreich in der Neurobiologie zur Generierung lichtinduzierter Aktionspotentiale eingesetzt. Channelrhodopsin-2 ist ein lichtgesteuerter Kationen-Kanal aus der einzelligen Grünalge Chlamydomonas reinhardtii. Auf der Basis dieses Proteins hat Herr Prof. Dr. Nagel den ChR-2-XXL Kanal entwickelt, der Blaulicht-kontrollierte lokale Stimulation vom Ca²⁺-Import über die Plasmamembran erlaubt. Dieser Kanal konnte zum ersten Mal in P. patens erfolgreich exprimiert werden und zeigte die gewünschte Lokalisation in der Plasmamembran. Außerdem konnte gezeigt werden, dass eine an eine Chloroplasten-Targeting Sequenz gekoppelte Dioxygenase tatsächlich in Chloroplasten importiert wird, wo sie ausgehend von ß-Carotin Retinal synthetisieren kann, das für die Funktion des ChR-2-XXL Kanals essentiell ist. Mit diesem System solle es jetzt möglich sein, Auswirkungen lokaler durch Blaulicht-Stimulation ausgelöster Zelldepolarisation auf das Spitzenwachstum zu untersuchen.

Am FAU Lehrstuhl für Zellbiologie wird seit vielen Jahren die Rolle von Rac/Rop abhängigen Signalkaskaden in der Kontrolle des Spitzenwachstums von Pflanzenzellen untersucht. Die oben beschriebenen Arbeiten bilden eine hervorragende Grundlage für die zukünftige Untersuchung von funktionellen Interaktionen zwischen Rac/Rop- und Ca²⁺-abhängigen Signalkaskaden im Moos P. patens.

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Johanna Knab fertigte die Arbeit am FAU-Lehrstuhl für Zellbiologie unter der Aufsicht von Dr. Maria Ntefidou in der Arbeitsgruppe von Prof. Dr. Benedikt Kost an.

Lara Hoepfner erhielt den Preis für die beste pflanzenwissenschaftliche Master-Arbeit, die an der Westfälische Wilhelms-Universität Münster im Jahr 2020 erstellt wurde, von der Deutschen Botanischen Gesellschaft.

Titel: Funktion von Protein N-Glykosylierung in Flagellen vermitteltem Zellgleiten

Veränderte N-Glykosylierung von membranständigen Flagellenproteinen beeinflusst ihre Adhäsion an Oberflächen aber hindert Zellen nicht am Gleiten.

Der Biflagellat Chlamydomonas reinhardtii ist ein beliebter Modelorganismus in der Cilienforschung. Mit ihren Flagellen/Cilien können Zellen dank glykosylierten Membranproteinen an Oberflächen adhärieren und daran entlang gleiten.  

Mittels Massenspektrometrie und Fluoreszenz Mikroskopie wurden Mutanten mit veränderter N-Glykosylierung untersucht mit Hinblick auf Veränderungen im Flagellen-Proteom sowie ihrer Fähigkeit an Oberflächen zu adhärieren und daran entlang zu gleiten. Des Weiteren wurde die Rolle des Flagellen-Membran-Glycoproteins (FMG1-B) im Gleiten mit selbigen Methoden anhand einer knock-down-Mutante analysiert.

Eine veränderte Glykosylierung führt zwar zu einer verringerten Adhäsion, jedoch werden weder Flagellenproteom-Zusammensetzung noch das Gleiten signifikant beeinflusst. Außerdem zeigten die in dieser Arbeit generierten Daten, dass FMG1-B eine möglicherweise geringere Rolle in der Gleitbewegung spielt als seit langem angenommen.

In Zukunft gilt es weitere N-Glykosylierungsmutanten hinsichtlich ihrer Adhäsion und Gleitbewegung zu analysieren und herauszufinden welches N-glycosylierte Protein anstatt oder neben FMG1-B für Adhäsion und Gleiten verantwortlich ist.    

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Lara Hoepfner fertigte die Arbeit am Institut für Biochemie und Biotechnologie der Pflanzen in der Arbeitsgruppe von Prof. Dr. Michael Hippler an.

Im Jahr 2020 bewerteten die Repräsentaten der DBG an den Hochschulen Master-Arbeiten aus der Botanik und den Pflanzenwissenschaften. Den Preis für die jeweils beste Master-Arbeit des Jahres erhielten (in alphabetischer Reihenfolge):

Claudia Banse (Humboldt Universität Berlin)
Hämbindung an der GBP sorgt für Feedback-Regulation in der Tetrapyrrolsynthese

Susanne Elisabeth Bleser (Johannes Gutenberg-Universität Mainz)
Characteristics of CAM-photosynthesis and anatomic-physiological features of leaves in Aeonium (Crassulaceae)

Nicole Graumann (Universität Bielefeld)
Gene editing mittels CRISPR/Cas9-vermittelter Mutagenese in der Grünalge Volvox carteri

Levke Valena Höche (Christian-Albrechts-Universität zu Kiel)
Der kombinierte Effekt von Populationsherkunft und Inzucht auf pflanzliche Merkmale, die bestäubende Insekten anziehen
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Lara Hoepfner (Westfälische Wilhelms-Universität Münster)
Funktion von Protein N-Glykosylierung in Flagellen vermitteltem Zellgleiten
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Johanna Knab (Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg, FAU)
Untersuchungen an CNGC-Kanälen in Physcomitrium patens, sowie Erstellung von optogenetischen Linien und eines pH Markers zum Live-Cell Imaging
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Joelle Kröll (Leopold-Franzens-Universität Innsbruck)
Allopolyploidie, Introgression und morphologische Differenzierung in der in den Pyrenäen endemischen Art Saxifraga pubescens
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Elena Lesch (Rheinische Friedrich-Wilhelms-Universität Bonn)
Die Evolution von RNA-Editing-Faktoren in Moosen und funktionale Tests ihrer Funktionen in verschiedenen Modellsystemen
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Fabian Munder (Universität Hamburg)
Elucidating the Mechanism of Protein Translocation into Peroxisomes: Biophysical, Structural and in vivo Characterization of two Peroxisomal Biogenesis Proteins from Arabidopsis thaliana

Mara Schultz (Universität Rostock)
Die Rolle des Proteins HliR1 in Synechocystis sp. PCC 6803 bei der Stressantwort bei Starklichtverhältnissen
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Nora Stingl (Philipps Universität Marburg)
Etablierung und Optimierung von neuen Modellorganismen zur Erforschung der frühen Landpflanzenevolution
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Johanna Wiedener (Universität Leipzig)
Untersuchung eines mixed species-Kultivierungskonzepts für eine kontinuierliche, Photosynthese-getriebene Wasserstoffproduktion
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Mara Schultz erhielt den Preis für die beste pflanzenwissenschaftliche Master-Arbeit, die an der Universität Rostock im Jahr 2020 erstellt wurde, von der Deutschen Botanischen Gesellschaft.

Titel: Die Rolle des Proteins HliR1 in Synechocystis sp. PCC 6803 bei der Stressantwort bei Starklichtverhältnissen

Schultz charakterisierte die physiologische Rolle des kürzlich neu annotierten kleinen Proteins HliR1 und belegte dessen Bedeutung während Starklichtstress bei Synechocystis sp. PCC 6803.

Das kleine Protein HliR1 wurde erstmals durch Baumgartner et al. (BMC Microbiol 28:2016) im Genom von Synechocystis annotiert, wo hlir1 vor dem Gen für die Superoxiddismutase (SOD) lokalisiert ist. SOD ist in der Zelle an der Entfernung von reaktiven Sauerstoffspezies beteiligt, welche insbesondere bei Starklichtstress auftreten.

Zur Analyse der physiologischen Rolle von HliR1 in Synechocystis standen mehrere Mutanten zur Verfügung, in denen der Protein-kodierende bzw. RNA-kodierende Teil von hliR1 deletiert waren. Weiterhin wurde ein Stamm untersucht, in dem HliR1 in der Mutante exprimiert wurde. Diese Stämme hat Schultz bezüglich des Wachstumes unter verschiedenen Bedingungen phänotypisch, biochemisch und molekularbiologisch charakterisiert. Außerdem wurde angestrebt, Interaktionen von HliR1 mit anderen Proteinen nachzuweisen.

Die physiologischen Untersuchungen zeigten, dass HliR1 eine wichtige Rolle bei Starklichtstress spielt. Die Mutante mit deletierter Protein-kodierender Sequenz konnte nicht bei Starklicht wachsen, während die Expression von hliR1 in dieser Mutante den Phänotyp aufhob. Allerdings konnten weder Änderungen der SOD-Aktivität noch eine HliR1-SOD Interaktion nachgewiesen werden, die diesen Phänotyp erklärt hätten. Untersuchung von Protein-Protein Interaktionen legen nahe, dass HliR1 mit verschiedenen Proteinen, die an Aufbau und Reparatur von Photosystem II beteiligt sind, interagieren könnte. Dieser Befund deutet an, das HliR1 eine Rolle bei der Reparatur des Photosystems II unter Starklichtstress spielen könnte.

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Mara Schultz fertigte die Arbeit am Institut für Biowissenschaften in der Arbeitsgruppe von Prof. Dr. Martin Hagemann an.

Johanna Wiedener erhielt den Preis für die beste pflanzenwissenschaftliche Master-Arbeit, die an der Universität Leipzig im Jahr 2020 erstellt wurde, von der Deutschen Botanischen Gesellschaft.

Titel: Untersuchung eines ‚mixed species’ Kultivierungskonzepts für eine kontinuierliche, Photosynthese-getriebene Wasserstoffproduktion

Eine Co-Kultivierung von photosynthetischen Cyanobakterien und Sauerstoff-veratmenden Bakterien ermöglicht eine licht-getriebene, kontinuierliche Wasserstoffproduktion aus Wasser.

Wasserstoff gilt als Energieträger der Zukunft. Neben einer technischen Herstellung von Wasserstoff durch Elektrolyse von Wasser mittels erneuerbarer Energien (Solar-/Windkraft), sind auch biologische Ansätze möglich. Vielversprechend sind dabei Cyanobakterien, die mittels Licht ebenfalls Wasser spalten können um damit Elektronen für Biosynthesen zu ,,gewinnen‘‘. Dieser Prozess ist als oxygene Photosynthese bekannt. In Cyanobakterien können dabei die aus der Wasserspaltung gewonnen Elektronen alternativ auch in die enzymatische Synthese von Wasserstoff ,,fließen‘‘.

Die vorliegende Arbeit widmete sich der lichtabhängigen Wasserstoffproduktion im Modelstamm Synechocystis sp. PCC 6803 - und im speziellen dem Dilemma, dass die zur Wasserstoffproduktion nötigen Hydrogenasen Elektronen aus der Photosynthese beziehen, aber gleichzeitig durch den bei der Photosynthese ebenfalls entstehenden Sauerstoff inaktiviert werden. In der Masterarbeit wurde erstmals das Milieu durch Co-Kultivierung von Synechocystis mit einem heterotrophen Bakterium anaerob gehalten und dadurch eine über mehrere Stunden messbare Wasserstoffsynthese erreicht. Dabei konnte zweifelsfrei belegt werden, dass die Elektronen für die Wasserstoffsynthese tatsächlich aus der photosynthetischen Wasserspaltung stammen. Darüber hinaus konnten die Beobachtungen auch auf ein alternatives Kultivierungskonzept übertragen werden: einen bakteriellen Biofilm. Multi-species-Biofilme stellen die natürliche Lebensweise von Mikroorganismen dar und bieten den Vorteil einer verbesserten Toleranz gegenüber ungünstigen Umweltbedingungen. Aus technischer Sicht ermöglichen Sie eine langfristige, stabile Kultivierung von Mikroorganismen, da diese, solange es genügend Nährstoffquellen gibt, alle erforderlichen Elemente selbst herstellen, sich somit also selbst regenerieren können. In Biofilmen konnte sogar nach mehreren Wochen noch eine signifikante Wasserstoffsynthese dokumentiert werden. Es wurde dabei belegt, dass es tatsächlich der cyanbakterielle Partner ist, der diesen Wasserstoff produziert. Wenngleich noch viele Probleme zu lösen sind, wurde im Rahmen dieser Arbeit der biologische Ansatz zur Produktion von Wasserstoff einen bedeutenden Schritt in Richtung einer Anwendung gebracht.

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Johanna Wiedener fertigte die Arbeit am Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung (UFZ) Leipzig im Department Solare Materialen in der Abteilung von Prof. Andreas Schmid unter der Leitung von PD Dr. Stephan Klähn an.

Elena Lesch erhielt den Preis für die beste pflanzenwissenschaftliche Master-Arbeit, die an der Rheinische Friedrich-Wilhelms-Universität Bonn im Jahr 2020 erstellt wurde, von der Deutschen Botanischen Gesellschaft.

Titel: Die Evolution von RNA-Editing-Faktoren in Moosen und funktionale Tests ihrer Funktionen in verschiedenen Modellsystemen

Die Expression von RNA-Editing-Faktoren aus Moosen in evolutionär weit entfernten Modellorganismen gibt Aufschluss über ihre Funktion und Koevolution mit ihren Zielsequenzen

RNA-Editing verändert die Sequenzen der RNA-Kopien der Gene in den Chloroplasten und Mitochondrien der Pflanzen. An spezifischen Stellen wird das RNA-Nukleotid Cytidin (C) in Uridin (U) verwandelt. Verantwortlich sind so genannte PPR-Proteine (Pentatricopeptid-Repeat), die an ihre Ziele in den RNAs binden und dort ein C in ein U verwandeln. Ein solcher Faktor ist PPR78 mit seinen zwei Editingstellen in den RNAs für cox1 und rps14 in den Mitochondrien des Modellmooses Physcomitrium patens. Verblüffender Weise bleibt PPR78 in der Evolution der Moose vorhanden, wenn das RNA-Editing gar nicht mehr nötig ist, weil ein U von vornherein schon in der RNA vorhanden ist (entsprechend einem T in der DNA der Gene) oder sehr stark reduziert ist (siehe Abbildung). So ergab sich die Vermutung, dass PPR78 eine weitere, noch unbekannte Aufgabe hat. Mit bioinformatischen Methoden konnte ein weiteres Editing-Ziel für PPR78 in der ccmFN-RNA vorhergesagt und nachgewiesen werden. PPR78 konnte außerdem erfolgreich ins Bakterium Escherichia coli eingeschleust werden, das als bakterielles Modellsystem jüngst von uns etabliert worden ist (Oldenkott et al. [1]), und war dort in der Lage, nicht nur in seinen ursprünglich aus dem Modellmoos Physcomitrium patens bekannten Zielen in cox1 und rps14 an der richtigen Stelle ein C in U zu verwandeln sondern auch in seinem ganz neu erkannten Ziel in der ccmFN-RNA. Damit eröffnen sich viele weitere Möglichkeiten, in der Zukunft mit passenden PPR-Proteinen ganz zielgenau die Sequenzen von RNAs in verschiedensten Organismen zu verändern.

[1] Oldenkott, B., Yang, Y., Lesch, E., Knoop, V., Schallenberg-Rüdinger, M. (2019): Plant-type pentatricopeptide repeat proteins with a DYW domain drive C-to-U RNA editing in Escherichia coli. Commun Biol 2, 85. https://doi.org/10.1038/s42003-019-0328-3

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Elena Lesch fertigte die Arbeit am Institut für Zelluläre und Molekulare Botanik in der Arbeitsgruppe „Molekulare Evolution“ an und wurde von Prof. Dr. Volker Knoop und Dr. Mareike Schallenberg-Rüdinger betreut.

Im Jahr 2021 bewerteten die Repräsentaten der DBG der einzelnen Hochschulen Master-Arbeiten aus Pflanzenwissenschaft und Botanik. Den Preis für die jeweils beste Master-Arbeit des Jahres erhielten (in alphabetischer Reihenfolge):

Paul Buschbeck (Johannes Gutenberg-Universität Mainz)
Klonierung und funktionelle Charakterisierung von Enzymen der Violaxanthin-Synthese aus Chromalveolaten
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David Clara (Universität Innsbruck)
Tragen natürlich vorkommende bakterielle Samen-Mikroorganismen zur Keimung von Sojabohnen bei?
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Josephine Dieckmann (Universität Rostock)
Ist die 2-Phosphoglycolat vermittelte Regulation der ADP-Glucose-Pyrophosphorylase an der Bewegung der Stomata beteiligt?

Maxim Faroux (Universität Kiel)
The aquaporin PIP2;1 as a potential interaction partner of PSKR1
(dt: Das Aquaporin PIP2;1 als potenzieller Interaktionspartner von PSKR1)
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Maleen Hartenstein (Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg)
Untersuchung der interspezifischen Plasmodesmata und anatomische Charakterisierung der Infektionsstellen zwischen Cuscuta reflexa und ihren Wirtspflanzen
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Anna-Sophie Hawranek (Universität Wien)
Der Einfluss wiederkehrender Ursprünge und des Genflusses auf die genetische Struktur allopolyploider Knabenkräuter (Dactylorhiza, Orchidaceae)
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Jessica Klekar (TU Dresden)
Karyotyp-Evolution in der Gattung Beta
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Madita Knieper (Universität Bielefeld)
Die Funktion des Cyclophilins CYP20-3 im Redox-regulatorischen Netzwerk des Chloroplasten
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Julia Metzsch (Justus-Liebig-Universität Gießen)
Untersuchung zum Status von Jurinea cyanoides (L.) Rchb., in einem naturschutzfachlichen Kontext
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Kristina Munzert (Philipps-Universität Marburg)
Charakterisierung von Mutanten, welche die Hypersuszeptibilität von stärkefreien Arabidopsis thaliana gegenüber Colletotrichum higginsianum unterdrücken
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Lea-Franziska Reekers (Westfälische Wilhelms-Universität Münster)
A detailed localization analysis of enzymes involved in Lewis a-epitope formation in Arabidopsis thaliana
(dt. Eine detaillierte Analyse der Enzyme, die in die Synthese von Lewis a-Epitopen in Arabidopsis thaliana involviert sind)
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Ronja Rüdel (Universität Salzburg)
Experimentelle Evolution von Zinktoleranz bei Pseudomonas syringae und deren Einfluss auf die Infektion von Zink-akkumulierenden Pflanzen
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Michelle Schlösser (Universität Bonn)
Charakterisierung der ER-lokalisierten Glutaredoxine GRXC3 und GRXC4 in Arabidopsis
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Sebastian Triesch (Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf)
Evolution differentieller Genexpression in Brassicaceen mit C₃-C₄ intermediärer Photosynthese
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Dorothea Vesely (Universität Leipzig):
Investigation of terpene biosynthesis in cyanobacteria (dt. Untersuchungen zur Terpen-Biosynthese in Cyanobakterien).
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Raphael von Büren (Universität Basel)
Contrasting habitat requirements of the abundant alpine tussock graminoids Carex curvula and Nardus stricta
(Dt.: Unterschiedliche Habitatansprüche der beiden häufigen alpinen Horstgräsern Carex curvula und Nardus stricta)
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Julia Metzsch erhielt den Preis für die beste pflanzenwissenschaftliche Master-Arbeit, die an der Justus-Liebig-Universität Gießen im Jahr 2021 erstellt wurde, von der Deutschen Botanischen Gesellschaft.

Titel: "Untersuchung zum Status von Jurinea cyanoides (L.) Rchb., in einem naturschutzfachlichen Kontext"

Die Arbeit untersucht Ursachen zum Rückgang der seltenen Sand-Silberscharte (Jurinea cyanoides) und soll so einen Beitrag zum Schutz der Art leisten.

Jurinea cyanoides (L.) Rchb. ist eine in Deutschland beheimatete und bedrohte Art, deren Bestände trotz diverser naturschutzfachlicher Maßnahmen weiterhin rückläufig sind. In dieser Arbeit wurde daher ein Überblick über den Status der bedrohten Art gegeben und mögliche Gründe für den Rückgang von J. cyanoides identifiziert.

Hierzu wurde eine populationsgenetische Analyse mittels AFLP (Amplified Fragment Length Polymorphism) durchgeführt und anhand von Artenlisten eine vergleichende Standortcharakterisierung gemacht. Zum Abschluss wurden die aktuellen Schutzmaßnahmen bewertet.

Die Ergebnisse zeigten, dass ein Rückgang von J. cyanoides aufgrund von populationsgenetischen Faktoren ausgeschlossen werden konnte, während die Standortcharakterisierungen keine eindeutigen Ergebnisse lieferten. Weiterhin stellte die Beweidung durch Schafe und Esel eine positiv bewertete Maßnahme dar, während von einer Einzäunung der Flächen eher abzuraten ist.

Durch die hier gewonnenen Erkenntnisse soll ein Beitrag zum Schutz der bedrohten Art J. cyanoides  geleistet werden.

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Julia Metzsch fertigte die Arbeit am Institut für Botanik in der Arbeitsgruppe von Prof. Dr. Volker Wissemann (Justus-Liebig Universität Gießen) und in Kooperation mit Prof. Dr. Birgit Gemeinholzer (Universität Kassel) an.
 

Maleen Hartenstein erhielt den Preis für die beste pflanzenwissenschaftliche Master-Arbeit, die an der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg im Jahr 2021 erstellt wurde, von der Deutschen Botanischen Gesellschaft.

Titel: Untersuchung der interspezifischen Plasmodesmata und anatomische Charakterisierung der Infektionsstellen zwischen Cuscuta reflexa und ihren Wirtspflanzen

Die parasitäre Pflanze Cuscuta reflexa manipuliert ihren Wirt und induziert die Bildung interspezifischer Plasmodesmata, um ungehinderten Zugang zu den Assimilaten ihrer Wirtspflanze zu erhalten.

Plasmodesmata sind essentiell für die Zell-Zell-Kommunikation und den Austausch von Makromolekülen zwischen benachbarten Zellen und Geweben in höheren Pflanzen. Die parasitisch lebende Pflanze Cuscuta reflexa (dt. Teufelszwirn, Kleeseide) geht zu ihren Wirtspflanzen symplastische Verbindungen über Plasmodesmata ein. C. reflexa ist ein Sprossparasit ohne Wurzeln und Blätter und somit vollständig abhängig von den Nährstoffen seiner Wirte. Um Zugang zu den Assimilaten der Wirtspflanzen zu erhalten, dringt C. reflexa mit Haustorien in das Wirtsgewebe ein. Aus den Haustorien wachsen Suchhyphen aus, die über Plasmodesmata eine direkte Verbindung zum Leitgewebe des Wirtes schaffen. C. reflexa wird daher als Modell zu Untersuchung neugebildeter interspezifischer Plasmodesmata verwendet.

In dieser Arbeit wurden unter anderem anatomische Analysen der Kontaktstellen zwischen den Suchhyphen von C. reflexa und dem Assimilat-leitenden Phloem des Wirtes durchgeführt. Dafür wurde die Pseudo-Schiff Propidiumiodid (PS-PI)-Färbung als Methode zu Visualisierung der interspezifischen Kontakte etabliert. Mithilfe der PS-PI-Färbung konnte unter anderem die charakteristische Handstruktur einer Suchhyphe von C. reflexa visualisiert werden, die spezifisch in Kontakt mit Phloemzellen des Wirtes getreten ist. Zudem wurden für weitere Untersuchungen der Infektionsstellen verschiedene Markerlinien mit C. reflexa infiziert. Dadurch konnte gezeigt werden, dass durch C. reflexa die Bildung neuen Phloemgewebes im Wirt induziert wird. Zudem wurde durch die Infektion einer weiteren Markerlinie ersichtlich, dass C. reflexa die Bildung neuer Plasmodesmata im Phloem und im Rindengewebe des Wirtes induziert. Außerdem wurde gezeigt, dass C. reflexa in der Lage ist symplastische Verbindungen zur cher1-Mutante herzustellen, obwohl diese in der Bildung von Plasmodesmata gestört ist. Zuletzt wurde nachgewiesen, dass im Verlauf einer Infektion mit C. reflexa die Expression einiger Plasmodesmata-assoziierter Gene aus A. thaliana induziert wird.

Das Signal, das die Bildung von Plasmodesmata zwischen Wirt und Parasit auslöst, ist jedoch noch unbekannt und daher Gegenstand zukünftiger Untersuchungen.

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Maleen Hartenstein fertigte die Arbeit am Lehrstuhl für Molekulare Pflanzenphysiologie unter der Betreuung von PD Dr. Ruth Stadler in der Arbeitsgruppe von Prof. Dr. Markus Albert an.

Anna-Sophie Hawranek erhielt den Preis für die beste pflanzenwissenschaftliche Master-Arbeit, die an der Universität Wien im Jahr 2021 erstellt wurde, von der Deutschen Botanischen Gesellschaft.

Titel: Der Einfluss wiederkehrender Ursprünge und des Genflusses auf die genetische Struktur allopolyploider Knabenkräuter (Dactylorhiza, Orchidaceae)

Die Arbeit analysiert die evolutionäre Geschichte dreier allotetraploider Knabenkräuter, welche von denselben Elternarten abstammen, basierend auf genomischen Daten, fortgeschrittenen bioinformatischen Analysen und Koaleszenzmethoden.

Die vollständige Genomduplikation, welche zu Polyploidie führt, prägt die Evolution sowohl von Pflanzen als auch von anderen Organismengruppen. Die Eurasischen Knabenkräuter stellen aufgrund der Knappheit ihrer bevorzugten Habitate, gefährdete Arten dar – fünf dieser Arten wurden in dieser Studie näher untersucht: die drei allotetraploiden Schwesternarten Dactylorhiza majalis, D. purpurella und D. traunsteineri gemeinsam mit ihren diploiden Elternarten D. fuchsii und D. incarnata.

In der vorgestellten Studie dient ein Referenzgenom von Dactylorhiza incarnata (der väterlichen Art) als Basis um genomweite Sequenzen von mehr als 200 Individuen der drei Tetraploiden analysieren zu können. Speziell auf Polyploide abgestimmte bioinformatische Programme ermöglichen dabei populationsgenetische Fragestellungen unter Berücksichtigung des tetraploiden Chromosomensatzes zu adressieren.

Wie anhand von populationsgenetischen Clusteranalysen ersichtlich, prägen einerseits geographische Isolation, andererseits überlappende Verbreitungsareale die genetische Struktur der allopolyploiden Knabenkräuter. Weiters findet signifikant mehr Genfluss von den diploiden Elternarten zu den Allopolyploiden statt als umgekehrt, doch auch unter den Allopolyploiden gibt es einen beträchtlichen Austausch genetischen Materials, sodass die drei vorgestellten Arten zumindest noch nicht vollständig reproduktiv isoliert sind, obgleich zumindest drei verschiedene, den drei beschriebenen Arten weitgehend zuordenbare, Genpools ersichtlich sind.

Trotz der Häufigkeit von Polyploidie auf (makro)evolutionärer Ebene, kommt die Entstehung polyploider Arten dennoch nur selten vor. Zusätzlich weisen polyploide Populationen im Anfangsstadium geringe Größen und wenig genetische Variation auf. Dieser enge Genpool kann durch Kreuzung mit verwandten Arten erweitert werden und dies scheint auch bei den Knabenkräutern der Fall zu sein.

Ein Blick weiter zurück in die Vergangenheit offenbart drei unabhängige Ursprünge aus denselben Elternarten innerhalb verschiedener Interglazialperioden, also den Wärmeperioden, während des Quartärs. Demographische Modellierungen bestätigen bereits zuvor erlangte Ergebnisse bezüglich der Entstehungsreihenfolge der Polyploiden: mit ca. 594.000 Jahren ist D. majalis, eine kräftige, große Orchidee mit kontinentaleuropäischer Verbreitung, die älteste der drei Arten. Dactylorhiza traunsteineri wird auf ca. 430.000 Jahre geschätzt, sie zeigt ein verstreutes Verbreitungsgebiet mit einem allopatrischen (also von den anderen beiden Arten isolierten) Gebiet in Skandinavien, einer mit D. majalis sympatrischen Zone in den Alpen und einem zweiten sympatrischen Areal mit D. purpurella auf den Britischen Inseln. Dieses sogenannte disjunkte Verbreitungsmuster trägt zur höheren genetischen Variation bei und könnte sich in der (im Vergleich zu D. majalis) größeren effektiven Populationsgröße widerspiegeln. Die jüngste der drei untersuchten Arten ist D. purpurella mit ca. 3.100 Jahren, sie kommt auf den Britischen Inseln sowie in Teilen von Westskandinavien vor.

Der gewählte methodologische Ansatz fußend auf Bayesianischer Analyse, polyploide Genomsequenzen erst ihren diploiden Ursprüngen zuzuordnen, um sie dann getrennt voneinander als diploide Datensätze zu analysieren, wird in dieser Arbeit beschrieben. Spezielle bioinformatische Skripte zur Datenverarbeitung wurden dem Anhang der Arbeit beigefügt.

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Anna-Sophie Hawranek fertigte die Arbeit am Department für Botanik und Biodiversitätsforschung in der Arbeitsgruppe von Assoc.-Prof. Dr. Ovidiu Paun an.

Weiterlesen in Hawraneks Master-Arbeit: https://plantgenomics.univie.ac.at/fileadmin/user_upload/p_plantgenomics/News/Hawranek_DactThesis.pdf

Jessica Klekar erhielt den Preis für die beste pflanzenwissenschaftliche Master-Arbeit, die an der TU Dresden im Jahr 2021 erstellt wurde, von der Deutschen Botanischen Gesellschaft.

Titel: Karyotyp-Evolution in der Gattung Beta

Durch Barcoding der Chromosomen von Zuckerrüben und eng verwandten Arten konnten grob strukturelle Veränderungen als Artgrenzen nachgewiesen werden.

Die Zytogenetik als wichtiges Teilgebiet der Genetik beschäftigt sich mit der Chromosomenstruktur und -zusammensetzung, um diese mit phänotypischen Erscheinungen zu verknüpfen. Bei den meisten Pflanzen lassen sich die Chromosomen anhand einfacher Färbungen oder ähnlichem nicht unterscheiden, sodass eine Karyotypisierung oftmals weitere Markierungsverfahren erfordert. Mithilfe 45-nukleotidlanger Oligo-Sequenzen wurde ein zweifarbiger Barcode zur Identifikation der neun Chromosomenpaare der Zuckerrübe Beta vulgaris mittels Fluoreszenz-in situ-Hybridisierung (FISH) entwickelt und auf das Erbgut der nah verwandten Arten angewendet. Neben der Bestätigung der perizentrischen Inversion auf Chromosom 5 von Beta patula konnte eine parazentrische Inversion auf Chromosom 7 von Beta macrocarpa anhand eines veränderten Barcodes identifiziert werden. Die gewonnenen Kenntnisse über die strukturellen chromosomalen Unterschiede zwischen den Arten sind nicht ausschließlich als Artgrenzen zu verstehen, sondern können auch Hinweise für die hohe Heterogenität der Wildarten sein. Dies könnte züchterische Relevanz erlangen, falls auf den betroffenen Chromosomen der Wildarten Resistenzgene gegenüber Krankheiten identifiziert werden können, welche in der kultivierten Zuckerrübe nicht (mehr) vorhanden sind.

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Jessica Klekar fertigte die Arbeit am Lehrstuhl für Zell- und Molekularbiologie der Pflanzen in der Arbeitsgruppe von Dr. Tony Heitkam an.

Kristina S. Munzert erhielt den Preis für die beste pflanzenwissenschaftliche Master-Arbeit, die an der Philipps-Universität Marburg im Jahr 2021 erstellt wurde, von der Deutschen Botanischen Gesellschaft.

Titel: "Charakterisierung von Mutanten, welche die Hypersuszeptibilität von stärkefreien Arabidopsis thaliana gegenüber Colletotrichum higginsianum unterdrücken"

Munzert kartierte Arabidopsis-Suppressor-Mutanten Kohlenhydrat-abhängiger Pathogen-Hypersuszeptibilität und charakterisierte Veränderungen in der Pathogenabwehr dieser Linien.

Stärkefreie Arabidopsis-Pflanzen zeigen eine stark erhöhte Suszeptibilität gegenüber dem hemibiotrophen Pathogen C. higginsianum, da die mangelnde Kohlenhydrat-Verfügbarkeit die Abwehrreaktion der Pflanze limitiert. Davon betroffen sind z.B. die Zusammensetzung der pflanzlichen Zellwand als Penetrationsbarriere, sowie die Produktion von Sekundärmetaboliten für die Pathogenabwehr. Mittels eines vorwärtsgenetischen Ansatzes konnten EMS-mutagenisierte stärkefreie Pflanzen identifiziert werden, die eine Suppression der Hypersuszeptibilität zeigten. Die selektierten Mutanten wurden über biochemische Analysen und Infektionsassays untersucht. Es konnte gezeigt werden, dass sich die erhöhte Resistenz teilweise in der frühen biotrophen Interaktion mit C. higginsianum etabliert und dass es zu Veränderung in der Zellwandzusammensetzung, sowie in der Produktion von Sekundärmetaboliten kam. Die spezifischen Veränderungen in Pektin- und Hemizellulosepolymeren der Zellwand könnten den Penetrationserfolg von C. higginsianum direkt beeinträchtigen oder die induzierte Abwehrantwort der Pflanze beeinflussen. Erhöhte Mengen des Phytohormons Salicylsäure und des Phytoalexins Camalexin wurden teilweise unabhängig von einer Pathogeninfektion detektiert und könnten auf ein Priming der Mutanten mit Abwehrstoffen vor der Infektion hindeuten und eine früh etablierte Resistenz begründen. Neben der physiologischen Charakterisierung wurden die ursächlichen Mutationen im Genom der selektierten Mutanten mittels Next-Generation Sequencing kartiert.

Die von Colletotrichum spp. ausgelöste Anthraknose ist eine stark ertragsmindernde Pflanzenkrankheit, deren Effekte durch ein besseres Verständnis der pflanzlichen Abwehr nach Befall mit Colletotrichum spp. gemindert werden könnten.

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Kristina S. Munzert fertigte die Arbeit am Fachbereich Biologie der Philipps-Universität Marburg unter Aufsicht von Dr. Timo Engelsdorf in der Arbeitsgruppe von Prof. Dr. Lars Voll an.

Ronja Rüdel erhielt den Preis für die beste pflanzenwissenschaftliche Master-Arbeit, die an der Paris Lodron Universität Salzburg im Jahr 2021 erstellt wurde, von der Deutschen Botanischen Gesellschaft.

Titel: "Experimentelle Evolution von Zinktoleranz bei Pseudomonas syringae und deren Einfluss auf die Infektion von Zink-akkumulierenden Pflanzen"

Wie Rüdel zeigt, sind Pflanzenpathogene in der Lage, rasch höhere Zink-Toleranzen zu entwickeln und damit Schwermetall-hyperakkumulierende Pflanzen zu infizieren, selbst wenn diese erhöhte Mengen an Zink einlagern. Dieses Ergebnis unterstützt die elemental defence hypothesis und legt einen Zusammenhang zwischen Pflanzenpathogenen und der Evolution von Schwermetalleinlagerung in Pflanzen nahe.

Die verstärkte Speicherung von Schwermetallen im Blattgewebe kann als Schutzmechanismus der Pflanze gegen Pathogene dienen, was als elemental defence hypothesis bekannt ist. Das Ziel dieser Studie war es, die Metallhyperakkumulation in einen coevolutionären Zusammenhang mit Pflanzenpathogenen zu bringen. 

In dieser Studie wurde ein Pseudomonas syringae pv. maculicola Laborstamm in vitro auf erhöhten Zinkkonzentrationen evolviert, um Stämme mit einer höheren Zinktoleranz zu erhalten. Die evolvierten Bakterienstämme wurden dann in vitro auf ihre tatsächliche Zinktoleranz hin getestet. Schließlich folgten Infektionsversuche mit der Zink-akkumulierenden Pflanze Noccaea caerulescens, um die Virulenz der evolvierten, zinktoleranten Bakterienstämme in diesen Pflanzen zu untersuchen.

Die Ergebnisse dieser Studie belegen, dass es möglich ist, Bakterienstämme in nur wenigen Runden experimenteller Evolution zu einer höheren Zinktoleranz zu evolvieren. Die evolvierten Stämme waren in der Lage, Pflanzen zu infizieren, die mittlere bis hohe Zinkkonzentrationen angereichert hatten, während der ursprüngliche Pseudomonas syringae Stamm bei diesen Pflanzen reduzierte Wachstumsraten aufwies. Diese Ergebnisse unterstützen die elemental defence hypothesis und beleuchten coevolutionäre Prozesse zwischen Pflanzenpathogenen und dem Merkmal der Schwermetall-Hyperakkumulierung in Pflanzen.

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Ronja Rüdel fertigte die Arbeit am Fachbereich für Biowissenschaften der Universität Salzburg unter der Betreuung durch Dr. Anja Hörger in der Arbeitsgruppe von Prof. Dr. Hans-Peter Comes an.

Sebastian Triesch erhielt den Preis für die beste pflanzenwissenschaftliche Master-Arbeit, die an der Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf im Jahr 2021 erstellt wurde, von der Deutschen Botanischen Gesellschaft.

Titel: Evolution differentieller Genexpression in Brassicaceen mit C₃-C₄ intermediärer Photosynthese

C₃-C₄-intermediäre Pflanzen erlauben einen Einblick in die Evolution der hochkomplexen C₄ Photosynthese. In dieser Arbeit wurden genetische Mechanismen untersucht, die der C₃-C₄ intermediären Photosynthese unterliegen.

Die Photosynthese, der zentrale Weg der Energiegewinnung der Pflanzen, leidet unter der Affinität des Enzyms Rubisco zu atmosphärischem Sauerstoff. Wenn Rubisco mit Sauerstoff reagiert, kommt es zur Bildung toxischer Nebenprodukte. In der Evolution entstand daher über 60-mal unabhängig voneinander die so genannte C₄ Photosynthese, eine effizientere Form des pflanzlichen Stoffwechsels. Die C₄-Photosynthese ist hoch komplex und kommt nur in wenigen wichtigen Kulturpflanzen vor. Um ihre Evolution besser zu verstehen und die genetischen Mechanismen zu finden, die ihr zugrunde liegen, können Pflanzen helfen, die sich evolutionär „auf dem Weg“ zur C₄ Photosynthese befinden. Zu diesen C₃-C₄ intermediären Pflanzen gehört zum Beispiel Diplotaxis tenuifolia, auch Rucola genannt. 

Um die genetischen Grundlagen der C₃-C₄ intermediären Photosynthese zu untersuchen, wurden die Genome von über 20 Arten aus der Familie der Kreuzblütler (Brassicaceae) verwendet. Im speziellen wurden genetische Merkmale gesucht, die mit dem Auftreten des C₃-C₄ intermediären Phänotyps korrelieren.

Eine wichtige Strategie in der Evolution der C₃-C₄ intermediären Photosynthese ist die zell-spezifische Aktivität bestimmter Gene. In der Arbeit konnte gezeigt werden, dass ein Gen, das eine wichtige Rolle in der Photosynthese spielt, in C₃-C₄ Pflanzen nur entlang der Blattvenen aktiv ist (s. Bild). In C₃-Pflanzen dagegen ist das Gen im ganzen Blatt aktiv. Auf genetischer Ebene konnte gezeigt werden, dass im regulatorischen Bereich (Promotor) des Gens selektiv nur in C₃-C₄ Pflanzen eine strukturelle genetische Variation vorliegt. Interessant ist, dass in drei verschiedenen Spezies mit C₃-C₄ intermediärer Photosynthese jeweils verschiedene Ausprägungen dieser Variationen vorliegen. In der Evolution der C₃-C₄ Photosynthese wurden daher vermutlich unabhängig voneinander dieselben genetischen Mechanismen gefunden, um die Aktivität des Zielgens spezifisch entlang der Blattadern zu verlagern.

Die Ergebnisse dieser Arbeit zeigen nicht nur, wie die Evolution ähnliche genetische Lösungen für bestehende Probleme findet, sie weisen auch auf mögliche Ansatzpunkte für die gentechnische Veränderung von Pflanzen hin. Hochkomplexe Phänotypen wie die C₄ Photosynthese lassen sich dann in Kulturpflanzen einbringen, wenn die grundlegenden genetischen Mechanismen verstanden wurden, die zur natürlichen Evolution der Merkmale geführt haben.

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Sebastian Triesch fertigte die Arbeit am Institut am Institut für Biochemie der Pflanzen (Cluster of Excellence on Plant Sciences, CEPLAS) von Prof. Dr. Andreas P. M. Weber an.

Paul Buschbeck erhielt den Preis für die beste pflanzenwissenschaftliche Master-Arbeit, die an der Johannes Gutenberg-Universität Mainz im Jahr 2021 erstellt wurde, von der Deutschen Botanischen Gesellschaft.

Titel: Klonierung und funktionelle Charakterisierung von Enzymen der Violaxanthin-Synthese aus Chromalveolaten

Die transiente Implementierung eines neuartigen Violaxanthin-Syntheseweges in Tabakblätter mittels heterologer Expression algaler Enzyme führte zu einer Verdopplung des Violaxanthin-Gehalts im Vergleich zum Tabak-Wildtyp.

Das Superphylum der Chromalveolaten beschreibt eine polyphyletische Gruppe von Algen, deren Plastiden ursprünglich aus der sekundären Endosymbiose mit einem frühen Rotalgen-Vertreter hervorgegangen sind. Im Photosyntheseapparat der Chromalveolaten ist im Vergleich zu den Grünalgen oder Landpflanzen vor allem die hohe Pigmentdiversität auffällig. Diese Vielfalt betrifft insbesondere die Stoffklasse der Carotinoide, die zu den lipophilen Pigmenten gehören. Ein obligates Intermediat für die Biosynthese vieler wichtiger Carotinoide der Chromalveolaten ist das Xanthophyll Violaxanthin.

Die Synthese von Violaxanthin verläuft in Landpflanzen über die Hydroxylierung von β-Carotin zu Zeaxanthin und die nachfolgende Epoxidierung von Zeaxanthin zu Violaxanthin. Interessanterweise führten frühere Untersuchungen zu der Hypothese, dass einige Chromalveolaten über eine alternative Violaxanthin-Biosynthese verfügen könnten, die sich von dem Syntheseweg der Landpflanzen unterscheidet.

Um diese Hypothese zu überprüfen, wurde eine in vivo-Charakterisierung der Substratspezifität von Enzymen aus verschiedenen Chromalveolaten durchgeführt, die an der Violaxanthin-Synthese beteiligt sein könnten. Die entsprechenden algalen Gene wurden kloniert und mittels Agrobakterien-vermittelter Transformation heterolog in Tabakblättern exprimiert. In Tabakblättern akkumuliert ein gewisser Anteil an β-Carotin, das den heterologen Enzymen bei Zielsteuerung in die Plastiden als Ort der endogenen Carotinoid-Biosynthese zugänglich ist und somit als Substrat dienen kann. Anhand der mittels HPLC gemessenen Pigmentstöchiometrien in den transformierten Tabakblättern konnten Aussagen zur Substratspezifität der heterologen Enzyme abgeleitet werden.

Auf diesem Wege wurde mit algalen Enzymen ein alternativer Violaxanthin-Biosyntheseweg unter Umgehung von intermediärem Zeaxanthin transient in Tabakblätter implementiert. Der Violaxanthin-Gehalt in den transformierten Tabakblättern konnte dabei im Vergleich zum Wildtyp mehr als verdoppelt werden. Durch die Bestimmung der Substratspezifitäten der entsprechenden Enzyme wurde der Nachweis erbracht, dass Chromalveolaten wie beispielsweise die bekannte Kieselalge Phaeodactylum tricornutum die genetische Ausstattung für die Katalyse eines alternativen Violaxanthin-Syntheseweges besitzen, bei dem die intermediäre Bildung von Zeaxanthin umgangen wird. Durch diese Erkenntnis ergeben sich weitere interessante Forschungsansätze wie zum Beispiel die Frage nach dem Selektionsdruck, der zu der Entwicklung einer alternativen Violaxanthin-Synthese bei Chromalveolaten führte.

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Paul Buschbeck fertigte die Arbeit am Institut für Molekulare Physiologie in der Arbeitsgruppe von Dr. Martin Lohr an.
 

Raphael von Büren erhielt den Preis für die beste pflanzenwissenschaftliche Master-Arbeit, die an der Universität Basel im Jahr 2021 erstellt wurde, von der Deutschen Botanischen Gesellschaft.

Titel: "Contrasting habitat requirements of the abundant alpine tussock graminoids Carex curvula and Nardus stricta" (dt: "Unterschiedliche Habitatansprüche der beiden häufigen alpinen Horstgräsern Carex curvula und Nardus stricta")

Winterfröste (bei fehlender Schneebedeckung) und unterschiedliche Frostresistenzen sind verantwortlich für die Verteilung von Carex curvula und Nardus stricta in der alpinen Stufe. Dies erweitert das Verständnis der fundamentalen Nische der zwei häufigsten Graminoiden in den Alpen.

Ziel: „Wo und wieso existiert eine Art“ ist eine grundlegende Frage der Pflanzenökologie. Dennoch sind physiologische Verbreitungsgrenzen alpiner Pflanzenarten noch weitgehend unerforscht. Mein Ziel ist es, die Verbreitungsgrenzen der beiden häufigsten Graminoiden auf sauren Böden oberhalb der klimatischen Baumgrenze in den europäischen Alpen zu identifizieren: Carex curvula ssp. curvula (Cyperaceae) und Nardus stricta (Poaceae).

Methoden: Bodentemperaturen (-3 cm) und andere Umweltvariablen wurden in situ mit hoher räumlich-zeitlicher Auflösung gemessen, was zu 115 gut charakterisierten Mikrosites führte (thermische Bedingungen, Schneebedeckungsdauer, Bodenchemie, Vegetationszusammensetzung, Landolt-Indikatorwerte). Indem ich diese Beobachtungsdaten mit der Frostresistenz (Elektrolyt-Leackage, Tetrazolium-Vitalfärbung, Überlebenstest) an 38 dieser Mikrosites kombinierte, versuchte ich, die Verteilung der beiden Graminoiden mechanistisch zu erklären.

Ergebnisse: Carex und Nardus trennten sich entlang verschiedener Mikrosites auf. Weder die Bodenchemie (pH, C/N-Verhältnis, Phosphor) noch die Wachstumsgradstunden und die Dauer der Vegetationsperiode (also das Datum der Schneeschmelze) spielten eine entscheidende Rolle. Das Vorkommen wurde stark durch niedrige Bodentemperaturminima im Winter beeinflusst. Carex trat an Standorten mit und ohne schützende Schneedecke auf und widerstand niedrigen Bodentemperaturen (-13 °C). An Mikrosites mit kurzer Schneebedeckungsdauer und Bodenminimumtemperaturen unter -5 °C fehlte Nardus. Leakage-Analysen ergaben eine höhere Frostresistenz von Carex-Blättern (mittlerer LT50: -16,1 °C) im Vergleich zu Nardus-Blättern (-13,3 °C) während der Vegetationsperiode. Gegen Ende der Vegetationsperiode wurde bei beiden Arten eine Frostabhärtung beobachtet. Die Tetrazolium-Vitalfärbung zeigte eine höhere Frostresistenz in jungen (unterirdischen) Trieben von Carex im Vergleich zu Nardus, wobei die Apikalmeristeme die niedrigsten Temperaturen tolerierten. Eine vitales Apikalmeristem allein kann jedoch das Nachwachsen nach dem Winter nicht gewährleisten. Entscheidend waren intakte Gefässgewebe (Phloem, Xylem) und Wurzeln, die alle weniger frostresistent sind als apikales Gewebe.

Wichtigste Schlussfolgerungen: Die Verbreitungsgrenzen wurden durch thermische Extremwerte (scharfe Schwellenwerte für das Überleben) und nicht durch den graduellen Einfluss der Bodentemperatur (thermische Wachstumsbeschränkungen) definiert. Die Studie unterstreicht die Bedeutung (I) in situ gemessener mikroklimatischer Daten in topographisch vielfältigen alpinen Regionen sowie (II) der Frostresistenz einer Art, um ihre Überlebensfähigkeit am Rand ihrer fundamentalen Nische zu erforschen.

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Raphael von Büren fertigte die Arbeit am Departement für Umweltwissenschaften in der Forschungsgruppe Physiologische Pflanzenökologie PPE (Prof. Dr. Ansgar Kahmen) unter der Betreuung von Dr. Erika Hiltbrunner an.

> zur Aufnahme Tetrazolium-gefärbter Sprosse beider Gräser

Maxim Faroux erhielt den Preis für die beste pflanzenwissenschaftliche Master-Arbeit, die an der Universität Kiel im Jahr 2021 erstellt wurde, von der Deutschen Botanischen Gesellschaft.

Titel: The aquaporin PIP2;1 as a potential interaction partner of PSKR1 (dt: Das Aquaporin PIP2;1 als potenzieller Interaktionspartner von PSKR1)

Das Aquaporin PIP2;1 befindet sich nahe PSKR1 in der Plasmamembran und kann daher ein Substrat von PSKR1 sein.

The peptide hormone phytosulfokine (PSK) is perceived by the membrane-bound LRR-receptor kinases PSKR1 and PSKR2 in Arabidopsis thaliana. Plants lacking both receptors are smaller. Three types of Förster resonance energy transfer (FRET) analyses were established to study proximity between PSKR1 and PIP2;1: FRET sensitized emission (FRET SE), using both confocal laser scanning microscopy and a plate reader, and FRET acceptor photobleaching (FRET AB). Data from FRET AB indicated spatial proximity between PIP2;1 and PSKR1 and phosphorylation of PIP2;1 by the kinase domain of PSKR1 was shown in vitro. Phosphosite mapping and functional analysis of the PIP2;1 phosphosites will provide insight into PIP2;1 regulation by PSKR1.

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Maxim Faroux fertigte die Arbeit am botanischen Institut in der Arbeitsgruppe von Prof. Dr. Margret Sauter an.

Die DBG unterstützt auf Antrag das Zusammenkommen von Wissenschaftler*innen im frühen Karrierestadium, um deren wissenschaftlichen Austausch zu fördern. Der Gesellschaft liegt vor allem daran, die interdisziplinäre und sektionsübergreifende Netzwerkbildung von Wissenschaftler*innen zu unterstützen.

Wissenschaftliche Themen und Zielsetzung

• Fachlich oder methodisch ausgerichtete Tagung aus den Pflanzenwissenschaften
• Sektions-/fachgebietsübergreifende Themen sind besonders erwünscht
• Plattform für Wissenstransfer und Ergebnisdiskussion
• Für Wissenschaftler*innen im frühen Karrierestatus
• Meist zweitägige Dauer inklusive eines Abends zum Netzwerkeln
• Rund 25-40 Teilnehmer

Organisation und Förderungsumfang

• Jährliche Ausschreibung und Bekanntmachung unter allen Mitgliedern der DBG
• Fördervolumen bis zu 5.000 Euro je Antrag (gut begründet auch bis 10.000 Euro, siehe auch Strasburger Hot-Topic-Tagung)
• Antragstellung durch eine Gruppe von Doktoranden*innen und Postdocs, die als Organisationskomitee unter der Schirmherrschaft von einer/einem etablierten Wissenschaftler*in agiert
• Formloser Nachweis der Kosten mit Belegen

Bewerbung und Fragen

• Ausschreibung im Internet der DBG
• Richten Sie Ihre Bewerbung und Nachfragen bitte per E-Mail an das Generalsekretariat der DBG
• Außendarstellung
• Die DBG veröffentlicht die Mitglieder des Organisationskomitees
• Jedes Organisationsteam wird einen Tagungsbericht auf der Website der DBG publizieren
• Der Workshop wird als fortlaufende Veranstaltung dargestellt

Vorschläge können jederzeit eingereicht werden

Wenn Sie den Eduard Strasburger-Workshop ausrichten möchten, bewerben Sie sich bitte mit unten genannten Unterlagen.

David Clara erhielt den Preis für die beste pflanzenwissenschaftliche Master-Arbeit, die an der Universität Innsbruck im Jahr 2021 erstellt wurde, von der Deutschen Botanischen Gesellschaft.

Titel: "Tragen natürlich vorkommende bakterielle Samen-Mikroorganismen zur Keimung von Sojabohnen bei?"

Wir haben im Unterschied zu vorherigen Studien im Samen natürlich vorkommende bakterielle Endophyten isoliert und ihre Rolle während des Keimungsprozesses analysiert.

Samen interagieren dynamisch mit ihrer mikrobiellen Gemeinschaft (i.e., der Mikrobiota), die unter anderem aus Endophyten (i.e., Mikroorganismen, die mindestens einen Teil ihres Lebens in inneren Samenstrukturen verbringen) besteht. Wie diese zur Keimung beitragen, ist unklar. Wir isolierten eine große Bakterienanzahl aus Sojabohnen-Keimblättern und -Embryos verschiedener Kultursorten während des Keimungsprozesses, welche dann molekularbiologisch charakterisiert wurden. Des Weiteren modifizierten wir die Samen-Mikrobiota und beobachteten die Auswirkungen auf die Keimung. Die molekulare Charakterisierung ergab eine hohe bakterielle Endophyten-Diversität, die sich zwischen Samenstrukturen und Kultursorten unterschied. Eine Reduktion der Samen-Mikrobiota hatte keine Auswirkungen auf die Keimung unter sterilen suboptimalen Bedingungen. Selektive Veränderungen der Samen-Mikrobiota durch Inokulation führten teilweise zu schnellerer und besserer Keimung, was auf das Potential bestimmter Bakteriengruppen hinweist. Ein besseres Verständnis der Interaktionen zwischen Samen und Endophyten eröffnet die Möglichkeit, Samen mit einer optimierten Mikrobiota auszustatten.

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Ganze Arbeit lesen bei der Uni Innsbruck: https://diglib.uibk.ac.at/ulbtirolhs/download/pdf/6554723?originalFilename=true

David Clara fertigte die Arbeit am Institut für Botanik in der Arbeitsgruppe von Univ.-Prof. Dr. Ilse Kranner an unter der Betreuung von assoz. Prof. Thomas Roach und Dr. Davide Gerna.

Madita Sophie Knieper erhielt den Preis für die beste pflanzenwissenschaftliche Master-Arbeit, die an der Universität Bielefeld im Jahr 2021 erstellt wurde, von der Deutschen Botanischen Gesellschaft.

Titel: Die Funktion des Cyclophilins CYP20-3 im Redox-regulatorischen Netzwerk des Chloroplasten

Die Arbeit zeigt die Redox-abhängige Modulation der Aktivität der Peptidyl-Prolyl-cis/trans-Isomerase CYP20-3, einem regulatorischen Knotenpunkt im Thiol-abhängigen Redox-Netzwerk des Chloroplasten, durch das Oxylipin 12-Oxophytodiensäure, welche eine enge Kopplung von Stressoren wie etwa Verwundung und Schutzmechanismen wie erhöhte Thiolsynthese nahelegt.

Der Chloroplast ist nicht nur ein metabolisch zentrales Kompartiment der Pflanzenzelle sondern fungiert als Umweltsensor, der u.a. Redox- und hormonelle Regulation koordiniert. Das im Stroma des Chloroplasten lokalisierte Cyclophilin CYP20-3 ist ein Protein mit mindestens vier Funktionen: Target der Thiol-Redox-Regulation, Bindepartner des 2-Cystein Peroxiredoxins, Rezeptor für Oxylipine und Regulator des Cystein-Synthasekomplexes. Ihm kommt eine wichtige Funktion bei der pflanzlichen Reaktion auf oxidativen Stress zu.

Das α-β-ungesättigte zyklische Keton 12-Oxophytodiensäure (12-OPDA) wird im Chloroplasten durch eine kurze Enzymkaskade aus 13-Lipoxygenasen, Allenoxid-Synthase und Allenoxid-Cyclase mit α-Linolensäure als Ausgangssubstrat synthetisiert. Die Synthese wird im Starklicht, nach Verwundung und anderen Stresseinwirkungen stimuliert. 12-OPDA ist eigenständiger Regulator und zusätzlich Vorstufe der Jasmonsäure.

Um die regulatorische Funktion des 12-OPDA auf die Aktivität von CYP20-3 tiefergehend zu untersuchen, wurde 12-OPDA mittels der rekombinant hergestellten Enzyme synthetisiert und über rp-HPLC gereinigt. Daraufhin wurde CYP20-3 Wildtyp-Protein sowie zwei CysteinàSerin-Varianten mit 12-OPDA inkubiert und die Peptidyl-Prolyl-cis/trans-Isomerase-Aktivität photometrisch vermessen. Überraschend führte die Inkubation mit 12-OPDA zu einem ambivalenten Effekt auf die katalytische Aktivität des CYP20-3. Während reduziertes Protein gehemmt wurde, wurde oxidiertes durch 12-OPDA aktiviert. Dieses Muster ließ sich sowohl für das Wildtyp-Protein als auch für eine der CysteináSerin-Varianten (C129S) beobachten; eine andere Variante (C176S) hingegen zeigte keinerlei Aktivitätsänderung durch 12-ODPA. Daher kann gefolgert werden, dass der Cystein-Rest 176 essentiell für die Bindung von 12-OPDA an CYP20-3 ist.

Diese und weitere Ergebnisse der Arbeit vertiefen unser Verständnis des Zusammenspiels zwischen 12-OPDA und Thiol-Redoxregulation am Beispiel des CYP20-3. CYP20-3 ist ein Knotenpunkt der Signalintegration unter verschiedenen Stressbedingungen.

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Madita Sophie Knieper fertigte die Arbeit an der Fakultät für Biologie der Universität Bielefeld in der Arbeitsgruppe von Herrn Prof. Dr. Karl-Josef Dietz an.

Lea-Franziska Reekers erhielt den Preis für die beste pflanzenwissenschaftliche Master-Arbeit, die an der Westfälischen Wilhelms-Universität Münster im Jahr 2021 erstellt wurde, von der Deutschen Botanischen Gesellschaft.

Titel: Eine detaillierte Analyse der Enzyme, die in die Synthese von Lewis a-Epitopen in Arabidopsis thaliana involviert sind

Die Studie zeigt erstmals eine Möglichkeit, die Voll­längen­version der Arabidopsis Galactosyltransferase 1 (GalT1) zu visualisieren, was – neben dem Studium der eigenen Lokalisation – es auch erlaubt, eine mögliche Interaktion mit dem Folge­enzym Fucosyl­transferase c (FucTc) zu untersuchen.

N-Glykane werden co-translational auf naszierende Glykoproteine im ER-Lumen übertragen (Abeijon and Hirschberg, 1992; Helenius and Aebi, 2002) und auf ihrem Weg durch den Golgi-Apparat weiter modifiziert (Faye et al., 1989). Die letzten Modifikationen in Pflanzenzellen werden von den Membran­verankerten Proteinen FucTc und GalT1 synthetisiert, was in komplexen N-Glykanen mit terminalen Lewis a-Epitopen resultiert (Fitchette-Laine et al., 1997; Leonard et al., 2002). Diese Epitope sekretierter pflanzlicher Glyko­proteine wurden immunologisch nur am TGN und in der Plasmamembran/Zellwand detektiert. Jedoch lokalisierte Arabidopsis FucTc als C-terminale Reporterfusion nicht nur im Golgi-Apparat, sondern hauptsächlich am peri­nukleären ER (Rips et al., 2017).

In meiner Arbeit habe ich eine mögliche Ursache für dieses Phänomen durch die Analyse diverser Reporterfusionen mittels CLSM-Mikroskopie nach transienter Expression in Protoplasten untersucht. Die Protoplasten wurden entweder aus A. thaliana Wildtyp oder KO-Mutanten gewonnen, die ich mithilfe des CRISPR/Cas9-Systems für die GALT1 und FUCTc Gene hergestellt hatte. Dadurch konnte ich zeigen, dass GalT1 (Strasser et al. 2007), welche als Volllängenversion zuvor noch nie sichtbar gemacht werden konnte, ein Faktor ist, der es FucTc erlaubt vom perinukleären ER zum Golgi zu gelangen. Zudem scheint auch FucTc die Lokalisierung von GalT1 zu be­ein­flussen, was zusätzlich für eine Interaktion der beiden Enzyme im sekretorischen System spricht. Meine Arbeit hat damit zur Lösung eines Rätsels der pflanzlichen Zellbiologie beigetragen.

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Lea-Franziska Reekers fertigte die Arbeit am Institut für Biologie & Biotechnologie der Pflanzen (IBBP, WWU Münster) in der Arbeitsgruppe von Prof. Dr. Antje von Schaewen an.

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Referenzen

Abeijon, C., & Hirschberg, C. B. (1992). Topography of glycosylation reactions in the endoplasmic reticulum. Trends in Biochemical Sciences, 17(1), 32–36. doi.org/10.1016/0968-0004(92)90424-8
Faye, L., Johnson, K. D., Sturm, A., & Chrispeels, M. J. (1989). Structure, biosynthesis, and function of asparagine‐linked glycans on plant glycoproteins. Physiologia Plantarum, 75(2), 309–314. doi.org/10.1111/j.1399-3054.1989.tb06187.x
Fitchette-Laine, A.-C., Gomord, V., Cabanes, M., Michalski, J.-C., Saint Macary, M., Foucher, B., Cavelier, B., Hawes, C., Lerouge, P., & Faye, L. (1997). N-glycans harboring the Lewis a epitope are expressed at the surface of plant cells. The Plant Journal, 12(6), 1411–1417. doi.org/10.1046/j.1365-313x.1997.12061411.x
Helenius, J., & Aebi, M. (2002). Transmembrane movement of dolichol linked carbohydrates during N-glycoprotein biosynthesis in the endoplasmic reticulum. Seminars in Cell and Developmental Biology, 13(3), 171–178. doi.org/10.1016/S1084-9521(02)00045-9
Leonard, R., Costa, G., Darrambide, E., Lhernould, S., Fleurat-Lessard, P., Carlue, M., Gomord, V., Faye, L., & Maftah, A. (2002). The presence of Lewis a epitopes in Arabidopsis thaliana glycoconjugates depends on an active  4-fucosyltransferase gene. Glycobiology, 12(5), 299–306. doi.org/10.1093/glycob/12.5.299
Rips, S., Frank, M., Elting, A., Offenborn, J. N., & von Schaewen, A. (2017). Golgi α1,4-fucosyltransferase of Arabidopsis thaliana partially localizes at the nuclear envelope. Traffic, 18(10), 646–657. doi.org/10.1111/tra.12506
Strasser, R., Bondili, J. S., Vavra, U., Schoberer, J., Svoboda, B., Glössl, J., Léonard, R., Stadlmann, J., Altmann, F., Steinkellner, H., & Mach, L. (2007). A unique β1,3-galactosyltransferase is indispensable for the biosynthesis of N-glycans containing Lewis a structures in Arabidopsis thaliana. Plant Cell, 19(7), 2278–2292. doi.org/10.1105/tpc.107.052985

Michelle Schlösser erhielt den Preis für die beste pflanzenwissenschaftliche Master-Arbeit, die an der Universität Bonn im Jahr 2021 erstellt wurde, von der Deutschen Botanischen Gesellschaft.

Titel: Charakterisierung der ER-lokalisierten Glutaredoxine GRXC3 und GRXC4 in Arabidopsis

Arabidopsis thaliana GRXC3 und GRXC4 sind Typ II-Membranproteine im ER-Lumen mit hoher in vitro Oxidationsaktivität gegenüber roGFP2 als Substrat, was vermuten lässt, dass die beiden Oxidoreduktasen an der Oxidation von Protein Thiolen im ER beteiligt sind.

Glutaredoxine der Klasse I (GRXs) sind kleine Oxidoreduktasen, die reduziertes Glutathion (GSH) als Cofaktor verwenden, um Substratproteine zu reduzieren oder zu oxidieren. Das Arabidopsis Genom kodiert für sechs GRXs der Klasse I, von denen man allgemein annimmt, dass GRXC3 und GRXC4 sekretiert werden. Einige Algorithmen zur Vorhersage von Transmembranproteinen sagen jedoch beide Proteine als Membranproteine mit einer einzelnen N-terminalen Transmembrandomäne (TMD) voraus, wenn auch mit unterschiedlichen Orientierungen in der Membran als Typ-I- oder Typ-II-Proteine. Während ein solcher Membrananker verhindern könnte, dass die Proteine sekretiert werden, erfordert die weitere funktionelle Analyse auch Kenntnisse über die Orientierung des Proteins relativ zur jeweiligen Membran. Die Fusion von GRXC3 und GRXC4 mit Redox-sensitivem GFP2 (roGFP2) an ihren N- und C-Termini und die transiente Expression in Tabak-Blättern zeigen, dass beide Proteine Typ II ER-Membranproteine sind, deren katalytische Domänen zum Lumen hin orientiert ist. Zusätzliche Studien, bei denen nur die TMDs mit roGFP2 fusioniert wurden, zeigten, dass die TMDs alleine ausreichen, um roGFP2 im ER zu halten, und daher wahrscheinlich als Membrananker fungieren, die gleichzeitig die Lokalisierung beider Proteine auf das ER beschränken.

Um die Funktion von GRXC3 und GRXC4 weiter zu untersuchen, wurden beide Proteine als rekombinante Proteine synthetisiert und aufgereinigt. Wie die cytosolischen Isoformen der gleichen Proteinfamilie sind beide Proteine in der Lage, roGFP2 als künstliches Substratprotein reversibel zu reduzieren und zu oxidieren. Überraschenderweise scheinen jedoch die katalytischen Eigenschaften von GRXC3 und GRXC4 im Vergleich zum cytosolischen GRXC1 in Richtung der oxidierenden Reaktionen verschoben zu sein, bei denen die Zugabe von Glutathiondisulfid zur Oxidation von roGFP2 führt.

Zusammenfassend zeigt diese Studie die Lokalisierung von GRXC3 und GRXC4, wobei die katalytischen Funktionen wahrscheinlich an der oxidativen Proteinfaltung im ER beteiligt sind. Die Ergebnisse dieser Masterarbeit bilden somit die Grundlage für die weitere funktionelle Analyse dieser Proteine.

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Michelle Schlösser fertigte die Arbeit am Institut am Institut für Nutzpflanzenwissenschaften und Ressourcenschutz (INRES) der Universität Bonn unter Anleitung von Dr. José Ugalde und Prof. Dr. Andreas Meyer an.

Dorothea Vesely erhielt den Preis für die beste pflanzenwissenschaftliche Master-Arbeit, die an der Universität Leipzig im Jahr 2021 erstellt wurde, von der Deutschen Botanischen Gesellschaft.

Titel: Untersuchungen zur Terpen-Biosynthese in Cyanobakterien

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Dorothea Vesely fertigte ihre Arbeit am Institut für Biologie unter der Betreuung von Dr. Raimund Nagel in der Arbeitsgruppe von Prof. Severin Sasso an.

Für eine herausragende Dissertation aus dem gesamten Gebiet der Botanik verleiht die DBG den Wilhelm Pfeffer-Preis zur Anerkennung und Förderung junger Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler.

Der Preis der Wilhelm Pfeffer-Stiftung umfasst

• eine Urkunde, die den Namen der Preisträgerin bzw. des Preisträgers, den Titel der preisgekrönten Arbeit sowie ihren Erscheinungsort und das Erscheinungsdatum enthält und von der/dem Vorsitzenden des Stiftungsvorstands unterzeichnet ist.
• einen Geldbetrag in Höhe von 2500,- Euro
• einen Reiskostenzuschuss an die Preisträgerin bzw. den Preisträger zur Teilnahme an der Botanik-Tagung. Die Preisüberreichung findet während der Botanik-Tagung statt.

Eine Teilung des Preises ist ausgeschlossen.

Ausschreibung

Die Auschreibungen und Bewerbungsfristen werden jeweils aktuell auf der Website der DBG bekannt gegeben.

Kandidaten vorschlagen

Vorschläge zur Auszeichnung einer Dissertation können nur von ordentlichen Mitgliedern und von Ehrenmitgliedern der Deutschen Botanischen Gesellschaft gemacht werden. Selbstvorschläge sind ausgeschlossen.

Die Vorschläge sind schriftlich zu begründen. Dissertation, Lebenslauf und gegebenenfalls Schriftenverzeichnis der/des Vorgeschlagenen sind beizufügen.

Die Preisträgerinnen oder Preisträger sollen an einer wissenschaftlichen Hochschule promoviert worden sein. Sie sollen zum Zeitpunkt ihrer Promotion in der Regel das 30. Lebensjahr nicht überschritten haben (ggf. um Wehr-, Zivildienst- oder Kindererziehungszeiten verlängert). Die Promotion soll zum Stichtag der Einreichung der Vorschläge nicht länger als drei Jahre zurückliegen.

Die Preisträgerin oder der Preisträger ist gehalten, im Anschluss an die Preisverleihung ihre preisgekrönte Arbeit in einem halbstündigen Vortrag vorzustellen, der in das Programm der Jahrestagung der Deutschen Botanischen Gesellschaft aufgenommen wird (Botanikertagung). Das Manuskript des Vortrages ist der Redaktion der Zeitschrift Plant Biology zur Veröffentlichung einzureichen.

Der Vorschlag für den Pfeffer-Preis muss mit den vollständigen Unterlagen als elektronische Ausfertigung jeweils bei der im Ausschreibungstext genannten Person eingegangen sein.

Begutachtung und Termin

Informationen über das Begutachtungs- und Auswahlverfahren sind der Satzung der Wilhelm Pfeffer-Stiftung zu entnehmen (erstmals publiziert in Plant Biology 7 (2005), Nr. 6, Seite N15-N17).

Im Jahr 2022 bewerteten die Repräsentaten der DBG der einzelnen Hochschulen Master-Arbeiten der Pflanzenwissenschaften. Den Preis für die jeweils beste Master-Arbeit des Jahres erhielten (in alphabetischer Reihenfolge):

Aylin Durmaz (Paris Lodron Universität Salzburg)
Artificially evolved nickel resistance in Pseudomonas syringae infecting the heavy metal hyperaccumulator Noccea caerulescens

Tora Fougner-Okland (Ludwig-Maximilians-Universität München)
Erforschung antibakterieller Gene-Silencing-Ansätze in Xylella fastidiosa und Xanthomonas campestris

Josephine Franke (Universität Rostock)
Taxonomische Untersuchungen an Klonkulturen der Gattung Pantocsekiella basierend auf Sequenzuntersuchungen verschiedener DNA-Marker

Marlene Handl (Ruprecht-Karls-Universität Heidelberg)
From ER to tonoplast: Targeting of VHA-a subunits and visualization of ERtonoplast membrane contact sites
(“Vom ER zum Tonoplast: Targeting von VHA-a Untereinheiten und Visualisierung von ER-Tonoplast Membrankontaktstellen“)

Valtentin Heimer (Universität Innsbruck)
Polyploidisierung spielte keine Rolle für die Entstehung fünf endemischer Arten aus Südeuropa, ist ansonsten aber häufig in Euphorbia sect. Esula (Euphorbiaceae) anzutreffen

Aylin Kerim (Universität Bonn)
Physiologische und molekulare Charakterisierung der Glyoxalase I im Glyoxalase-System bei Arabidopsis thaliana Ökotypen

Lea Klepka (Philipps-Universität Marburg)
Schnelle Anpassung der Pflanzenart Galium wirtgenii an neue Bedingungen in renaturierten Wiesen

Lisa Koch (Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg)
Einfluss von Hitze und unterschiedlicher Stickstoff-konzentrationen auf das Wachstum und die Entwicklung von Kartoffelpflanzen

Lena Knorr (Westfälische Wilhelms-Universität Münster)
Die Bedeutung von intrazellulären NAD Dynamiken in der PAMP-vermittelten Immunität von Pflanzen

Elina J. Negwer (Christian-Albrechts-Universität zu Kiel)
Induktion von UV-Schutzstoffen durch Stickstoffmangel in Helianthus annuus

Lukas Schulz (Technische Universität München)
Biochemische und Biophysikalische Charakterisierung von PIN-FORMED Protein 8 aus Arabidopsis thaliana

Magdalena Slawinska (Ruprecht-Karls-Universität Heidelberg)
Auswirkungen der Morphologie der Spaltöffnungen auf den Gasaustausch

Anna Sophie Stasche (Universität Bielefeld)
Transkriptionelle Regulation der Expression photosynthetischer Gene in Arabidopsis thaliana

Vera Wagner (Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg)
Regulatorische Lipide am Membran-Aktin-Interface polar wachsender Pflanzenzellen

Malte L. Weber (Carl von Ossietzky-Universität Oldenburg)
Biodiversity of soil fauna associated with arboreal soil in tree cavities. A biogeographical approach

Malte L. Weber erhielt den Preis für die beste pflanzenwissenschaftliche Master-Arbeit, die an der Carl von Ossietzky-Universität im Jahr 2022 erstellt wurde, von der Deutschen Botanischen Gesellschaft für die Arbeit:

Detritus-gefüllte Astgabeln – ein übersehenes Baummikrohabitat in Zentraleuropa

Die Arbeit beschreibt erstmals systematisch die Meso- und Makrofauna in diesem Baummikrohabitat in der gemäßigten Zone.

Baummikrohabitate sind von besonderem Stellenwert für die Biodiversität, ein Baummikrohabitattyp – „Mikroböden auf Bäumen“ wurde von Wissenschaftler*Innen offenbar jedoch wenig beachtet. In dieser Pilotsudie wurden die Mikroböden von zwölf Ahornbäumen in der Harz Region aus unterschiedlich großen Astgabeln ausgeräumt. Die Proben wurden in Trichter gefüllt, mit Wärme bestrahlt und die Tiere somit ausgetrieben. Die Individuen wurden mit einer Stereolupe auf Großgruppenebene bestimmt und gezählt, anschließend wurden die Exemplare in Ethanol konserviert. In elf von zwölf Astgabeln wurden insgesamt über 3.000 Tiere aus 14 Ordnungen gefunden, die die wichtigsten Streuzersetzer miteinschließen. Über 50% aller Individuen waren Springschwänze. Wie erwartet korrelierte die Anzahl der Tiergruppen mit der Astgabelgröße. In der Harz Region sind Baummikroböden und ihre Fauna in Astgabeln häufig. Aufgrund von Faktoren wie der Isolation und der relativ kleinen Größe dieses Lebensraumes schlussfolgert Weber, dass dieses natürliche System optimale Bedingungen aufweist, um fundamentale ökologische Fragen bezüglich der Zusammensetzung von Faunengemeinschaften zu beantworten.

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Malte Lennart Weber fertigte die Arbeit am Institut für Biologie und Umweltwissenschaften in der Arbeitsgruppe „Funktionelle Ökologie der Pflanzen“ mit Prof. Dr. Gerhard Zotz an.

Samuel Nestor Meckoni erhielt den Preis für die beste pflanzenwissenschaftliche Master-Arbeit, die an der TU Braunschweig im Jahr 2024 erstellt wurde, von der Deutschen Botanischen Gesellschaft für die Arbeit:

Etablierung von Transformationsmethoden in Utricularia gibba zur Untersuchung ihres Potenzials als biotechnologisches Produktionssystem durch Untersuchung der fallenspezifischen Sekretionsmechanismen

Die einzigartigen Saug-Fallen der fleischfressenden Utricularia Pflanzen könnten biotechnologische Verwendung finden, indem sie als Produktakkumulationsorte umfunktioniert werden.

Die genauen Stoffwechsel- und Transportvorgänge der faszinierenden Fallen der karnivoren Pflanzen aus der Gattung Utricularia sind noch nicht im Detail bekannt, was einer möglichen biotechnologischen Verwendung im Wege steht. Um diese Transportvorgänge genauer zu untersuchen, wurden die Pflanzen genetisch modifiziert. Dabei wurde eine Agrobacterium-vermittelte Gentransfermethode verwendet.

Meckonis Forschung konzentrierte sich auf das Potenzial von Utricularia gibba als biotechnologisches Produktionssystem, indem die Sekretion von Fremdproteinen durch ihre Drüsenzellen unter Verwendung eines bekannten Promotors untersucht werden sollte. Es wurden bioinformatische Tools eingesetzt, um Signalpeptide zu identifizieren, die die Proteinakkumulation in den Fallen der Pflanze erleichtern könnten. Die Ergebnisse zeigten vielversprechende Kandidaten für weitere Untersuchungen, und die Integration dieser Gene in die Pflanze wird wertvolle Erkenntnisse über ihre Funktion und mögliche Anwendungen liefern.

Außerdem wurde beobachtet, dass sich die Fallen der Pflanze rötlich verfärben, wenn sie unter Stickstoffmangelstress leiden. Dies könnte dazu beitragen, einen neuen Promotor zu entschlüsseln, der als Schalter zur Regulierung der Produktion verwendet werden könnte.

Weitere Untersuchungen sind für Meckonis Doktorarbeit geplant. Dabei sollen die Methoden der genetischen Veränderung optimiert werden, um ein Proof-of-Concept-Experiment zur Proteinsekretion durchzuführen und die Untersuchungen auf die Sekretion von niedermolekularen Verbindungen auszuweiten.

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Samuel Nestor Meckoni fertigte die Arbeit am Institut für Pflanzenbiologie in der Arbeitsgruppe von Professor Dr. Boas Pucker an.

Lukas Schulz erhielt den Preis für die beste pflanzenwissenschaftliche Master-Arbeit, die an der Technischen Universität München im Jahr 2022 erstellt wurde, von der Deutschen Botanischen Gesellschaft.

Titel der ausgezeichneten Arbeit: "Biochemische und Biophysikalische Charakterisierung von PIN-FORMED Protein 8 aus Arabidopsis thaliana"

Schulz hat in seiner Arbeit eine neue elektrophysiologische Methode zur Charakterisierung von Transportproteinen etabliert und die biochemischen und biophysikalischen Eigenschaften eines PIN-FORMED (PIN) Auxin Exporters erstmals umfassend charakterisiert. Teile seiner Arbeit fanden Eingang in einen Nature-Artikel (DOI: 10.1038/s41586-022-04883-y). 

Das Phytohormon Auxin steuert fast alle Aspekte des Pflanzenwachstums und der Pflanzenentwicklung. Das am häufigsten vorkommende Auxin ist Indol-3-Essigsäure (IAA). Es wird in der Pflanze über das Phloem und über polaren Auxintransport (PAT) von Zelle zu Zelle transportiert. IAA ist eine schwache Säure und kann daher bei einem pH von 5 passiv über die Membran diffundieren. In der Zelle, bei einem neutralen pH von 7, dissoziieren fast alle IAA Moleküle und Auxinexporter sind nötig, um Auxin aus der Zelle zu transportieren. Die PIN-FORMED (PIN) Proteine sind dabei die Schlüsselfiguren im polaren Auxintransport. In Arabidopsis thaliana gibt es acht verschiedene PIN Proteine, welche in drei Untergruppen unterteilt sind, die kanonischen plasmamembranlokalisierten PINs, die nicht-kanonischen ER- lokalisierten PINs und den intermediären PIN6. Kürzlich wurde die Struktur des nicht- kanonischen PIN8 in der Publikation "Structures and mechanism of the plant PIN- FORMED auxin transporter" aufgeklärt. PIN Proteine formen Dimere welche nach dem Elevator-Mechanismus funktionieren. Weite Teile der Ergebnisse dieser Arbeit, die biochemische und biophysikalische Charakterisierung des PIN8 unter Verwendung von Solid Supported Membrane (SSM)-Elektrophysiologie fanden in der Publikation Verwendung.
Um die SSM-Elektrophysiologie besser zu verstehen, wurde als erstes ein Modell der Proteoliposomen aufgestellt und der elektrogene Transport mathematisch hergeleitet. Zusätzlich wurde die Sensorvorbereitung optimiert und kritisch evaluiert. Ein weiterer Teil der Arbeit war die Unterscheidung von Bindungs- und Transportsignal der PIN8- Substrate IAA und 1-N-Naphthylphthalaminsäure (NPA) in der SSM- Elektrophysiologie. Die Ergebnisse zeigen, dass der Inhibitor NPA einen Bindungsstrom induziert, während IAA sowohl einen Bindungs- als auch einen Transsportstrom induziert. Zusätzlich wurden die Bindungs- bzw. Transport- und Inhibitionskonstanten bestimmt, welche eine verhältnismäßig niedrige Affinität des Transporters für IAA zeigen. Um den Transportmechanismus von PIN8 besser zu verstehen, wurden die Transporteigenschaften von PIN8 Mutanten untersucht. Die Ergebnisse der SSM-Elektrophysiologie wurden zusätzlich durch Effluxassays in Xenopus laevis Oozyten validiert. Die Ergebnisse der beiden Assays stimmen im Wesentlichen überein. Zusätzlich zu den PIN8 Mutanten wurde noch ein Substrat Screening durchgeführt, um die Substratspezifität von PIN8 zu untersuchen.

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Lukas Schulz fertigte die Arbeit am Lehrstuhl für Systembiologie der Pflanzen in der Arbeitsgruppe von PD Dr. Ulrich Z. Hammes an.

Josephine Franke erhielt den Preis für die beste pflanzenwissenschaftliche Master-Arbeit, die an der Universität Rostock im Jahr 2022 erstellt wurde, von der Deutschen Botanischen Gesellschaft.

Titel: "Taxonomische Untersuchungen an Klonkulturen der Gattung Pantocsekiella basierend auf Sequenzuntersuchungen verschiedener DNA-Marker"

Franke hat die Unterscheidbarkeit bzw. Zuordnung wichtiger Diatomeen (Kieselalgen) mittels verschiedener, teils erstmals verwendeter Barcoding-Marker verbessert. Die gewählte Gattung Pantocsekiella hat eine Bedeutung als Bioindikator bei der Gewässergüteanalyse, ist jedoch mit ihren variablen Morphologien schwierig phylogenetisch zu ordnen.

Diatomeen sind ausgezeichnete Bioindikatoren aktueller oder vergangener Bedingungen eines Gewässers. Die Artidentifikation erfolgt mit Hilfe morphologischer Merkmale der detaillierten Schalen und kann durch molekulare Methoden ergänzt werden. In dieser Arbeit wurden dafür zusätzlich zu einigen bereits für Diatomeen etablierten Barcoding-Markern weitere DNA-Regionen auf ihre Eignung innerhalb der betrachteten Gattung getestet. Mit Hilfe dieser molekularen Daten wurde versucht, Unklarheiten innerhalb der Gattung Pantocsekiella K.T. KISS & ÁCS aufzuklären. Sie enthält einige Arten mit variablen Merkmalen, was die Bestimmung unter Umständen erschwert. Die Sequenzen von Klonkulturen für fünf DNA-Regionen (chloroplastidär, mitochondrial und nuklear) mittels PCR amplifiziert und anschließend sequenziert. Die so gewonnenen Sequenzen wurden ausgewertet mit dem Ergebnis, dass sich einige Taxa molekular nicht voneinander unterschieden (P. ocellata (PANTOCSEK) K.T. KISS & E. ÁCS, P. kuetzingiana (THWAITES) K.T. KISS & E. ÁCS und P. polymorpha (B. MEYER & HAKANSSON) K.T. KISS & E. ÁCS). Andere zeigten zwar eine molekulare Variabilität, ließen sich aber nicht eindeutig in die Gruppen trennen, die den zuvor aufgrund morphologischer Merkmale zugewiesenen Taxa entsprachen (P. comensis (GRUNOW) K.T. KISS & E. ÁCS, P. pseudocomensis (SCHEFFLER) K.T. KISS & E. ÁCS, P. costei (DRUART & STRAUB) K.T. KISS & E. ÁCS, P. delicatula (HUSTEDT) K.T. KISS & E. ÁCS, P. hinziae (HOUK, KÖNIG & KLEE) K.T. KISS & E. ÁCS). Ob es sich um eine Art mit intraspezifischer morphologischer sowie molekularer Variabilität handelt oder mehrere Arten, welche nicht den bisherigen Einteilungen entsprechen kann auf Grundlage der hier gewonnen Daten nicht eindeutig und abschließend geklärt werden. Dies kann Ausgangspunkt für weitere Untersuchungen sein. Die neu betrachteten Barcoding-Marker ließen sich für die Gattung problemlos anwenden und sollten in weiteren Taxa getestet werden. Eine Trennung und korrekte Beschreibung von Diatomeenarten ist insofern relevant, als dass auch sehr ähnliche Arten unterschiedliche Toleranzen und Reaktionen auf Umweltparameter zeigen können und damit das Potenzial für eine aussagekräftige Anwendung als Bioindikatoren erhöht werden kann.

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Josephine Franke fertigte die Arbeit am Lehrstuhl für Allgemeine und Spezielle Botanik in der Arbeitsgruppe von Dr. Thomas Hübener an.

Aylin Kerim erhielt den Preis für die beste pflanzenwissenschaftliche Master-Arbeit, die an der Universität Bonn im Jahr 2022 erstellt wurde, von der Deutschen Botanischen Gesellschaft.

Titel: Physiologische und molekulare Charakterisierung der Glyoxalase I im Glyoxalase-System bei Arabidopsis thaliana Ökotypen

Kerim zeigt zum ersten Mal, dass Ökotypen von Arabidopsis thaliana spezifische molekulare Anpassungen des Glyoxalase-Systems aufweisen, wie z. B. eine geringere Toxizität gegenüber der toxischen reaktiven Carbonylspezies 2-Keto-D-Glukose aufgrund einer hohen Expression des Gens, das für das Enzym Glyoxalase I;2 kodiert.

Reaktive Carbonylspezies (RCS) sind toxische Verbindungen, die hauptsächlich beim Zuckerstoffwechsel entstehen und hauptsächlich durch das Glyoxalase-System entgiftet werden. In meiner Masterarbeit habe ich die Wachstumseigenschaften von 20 Ökotypen von Arabidopsis thaliana untersucht, die den RCS Methylglyoxal und 2-Keto-D-Glucose (KDG) ausgesetzt waren. Bei diesen Pflanzen führte ich auch eine Transkriptionsanalyse aller Homologe der Glyoxalase I durch quantitative RT-PCR durch. Zwei Ökotypen, die im gleichen Habitat vorkommen, zeigten ein besonders starkes Wurzelwachstum, wenn die Pflanzen in Gegenwart von KDG wuchsen, während das Wurzelwachstum anderer Ökotypen im Vergleich zum Columbia-Ökotyp entweder unbeeinflusst blieb oder durch KDG reduziert wurde. Ich fand heraus, dass das Gen, das die Isoform der Glyoxalase I;2 (GLXI;2) kodiert, in einem dieser Ökotypen stark exprimiert wird, was darauf hindeutet, dass eine höhere Expression von GLXI;2 an der erhöhten KDG-Entgiftungskapazität dieser Ökotypen während der Keimlingsetablierung beteiligt ist. Diese Daten ebnen den Weg für weitere Forschungen zur Analyse der molekularen Anpassungen des Glyoxalase-Systems in verschiedenen Ökotypen.

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Aylin Kerim fertigte die Arbeit am Institut / Lehrstuhl für Molekulare Pflanzenphysiologie, IZMB in der Arbeitsgruppe von Prof. Dr. Veronica G. Maurino an.

Tora Hedvig Fougner-Økland erhielt den Preis für die beste pflanzenwissenschaftliche Master-Arbeit, die an der Ludwig-Maximilians-Universität München im Jahr 2022 erstellt wurde, von der Deutschen Botanischen Gesellschaft.

Titel: Erforschung antibakterieller Gene-Silencing-Ansätze in Xylella fastidiosa und Xanthomonas campestris

Zum ersten Mal wurden RNA-basierte Behandlungen gegen den verheerenden Pflanzenschädling Xylella fastidiosa getestet

Die Behandlung von Pflanzen mit RNA-Wirkstoffen ist eine vielversprechende Schutzstrategie gegen eukaryotische Pathogene, aber ähnliche Methoden gegen bakterielle Schädlinge sind noch weitgehend unerforscht. Fougner-Økland untersuchte Strategien, um Antibakterielles Gene Silencing (AGS) in Arabidopsis thaliana gegen die zwei gefährlichen bakteriellen Pflanzenpathogene, Xylella fastidiosa fastidiosa und Xanthomonas campestris pv. raphani, anzuregen. Dazu wurden verschiedene RNAs synthetisiert und ihre Wirkung auf das Wachstum und die Virulenz der Bakterien getestet. Allerdings konnte nicht nachgewiesen werden, dass RNA-Behandlungen die bakterielle Besiedlung von A. thaliana reduzieren. Einige Ergebnisse deuten aber darauf hin, dass RNAs, die komplementär zu einem Gen im bakteriellen Chitin-Stoffwechsel sind, die Wachstumsdynamik der Schädlinge unter Chitin-abhängigen Wachstumsbedingungen verändern könnten. Diese Arbeit eröffnet Möglichkeiten für neue Maßnahmen gegen bakterielle Pflanzenschädlinge, die heute noch schwer zu bekämpfen sind. Zukünftige Studien sollten empfindlichere Nachweismethoden für AGS-Ereignisse entwickeln.

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Tora Hedvig Fougner-Økland fertigte die Arbeit am Lehrstuhl Genetik in der Arbeitsgruppe von Prof. Dr. Silke Robatzek an.

Lena Sophie Knorr erhielt den Preis für die beste pflanzenwissenschaftliche Master-Arbeit, die an der Westfälische Wilhelms-Universität Münster im Jahr 2022 erstellt wurde, von der Deutschen Botanischen Gesellschaft.

Titel: Die Bedeutung von intrazellulären NAD Dynamiken in der PAMP-vermittelten Immunität von Pflanzen

Knorrs Arbeit gibt Einblicke in die PTI-vermittelte physiologische Dynamik im Zytosol von Pflanzen und liefert Belege für die Bedeutung des NAD-Stoffwechsels für die pflanzliche Immunität.

Bei einem Pathogenangriff erkennt die Pflanzenzelle konservierte Pathogen-assoziierte molekulare Muster (PAMPs) über Mustererkennungsrezeptoren (PRRs), was zur Aktivierung der PAMP-vermittelten Immunität (PTI) führt, der ersten Ebene der Immunität in Pflanzen. Mehrere Schlüsselmechanismen wie die Regulierung von Kalziumkanälen, die Phosphorylierung von Signalproteinen und die Erzeugung eines apoplastischen Ausbruchs reaktiver Sauerstoffspezies (ROS) haben große Aufmerksamkeit erhalten. Diese Ereignisse und die von ihnen ausgelösten Abwehrmechanismen sind auf eine tiefgreifende Umstellung des Zellstoffwechsels angewiesen. Obwohl es offensichtlich ist, dass die Stoffwechseldynamik das Herzstück des Netzwerks der Pathogenantwortstrategien ist, ist die spezifische Integration des Primärstoffwechsels und der Pathogenabwehrprogramme nur schlecht verstanden.

Vor kurzer Zeit hat der Stoffwechselkofaktor Nikotinamid-Adenin-Dinukleotid (NAD) als Teil der durch Effektoren ausgelösten Immunantwort (ETI) an Aufmerksamkeit gewonnen, da auch der Abbau von zellulärem NAD durch die TIR-assoziierte NADase-Aktivität von Rezeptoren dazugehört. Unabhängig davon wurden bei Mutanten, die im NAD-Stoffwechsel beeinträchtigt sind, Defekte bei der Reaktion auf Pathogene beobachtet.

Diese Arbeit konzentriert sich auf die zufällige Beobachtung einer frühen NAD-Redox-Signatur in Arabidopsis-Blättern, die durch den bakteriellen Elicitor flg22 ausgelöst wird. Da diese Signatur schnell erfolgt und mit destruktiven Ansätzen zur NADH/NAD⁺-Quantifizierung nur schwer aufzulösen ist, habe ich ein Monitoring-System für NADH/NAD⁺ in vivo entwickelt, das den genetisch kodierten fluoreszierenden Biosensor Peredox-mCherry nutzt. Dieser Ansatz bildete die Grundlage für die Prüfung spezifischer Hypothesen zu (i) den Merkmalen des NAD-Redox-Transienten, (ii) seinem Ursprung und (iii) seiner potenziellen Bedeutung für den Aufbau der Immunität, wobei genetische und chemische Interferenzen eingesetzt wurden.

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Lena Sophie Knorr fertigte die Arbeit am Institut für Biologie und Biotechnologie der Pflanzen (IBBP, WWU Münster) in der Arbeitsgruppe von Prof. Dr. Markus Schwarzländer an.

Vera Wagner erhielt den Preis für die beste pflanzenwissenschaftliche Master-Arbeit, die an der Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg im Jahr 2022 erstellt wurde, von der Deutschen Botanischen Gesellschaft.

Titel: Regulatorische Lipide am Membran-Aktin-Interface polar wachsender Pflanzenzellen

Die Ergebnisse deuten erstmals darauf hin, dass Myosine der Klasse VIII die Aktin-Anheftung an Phosphoinositide der Plasmamembran vermitteln, wobei speziell Phosphatidylinositol-(4,5)-P₂-Nanodomänen eine wichtige Rolle spielen.

Das polare Spitzenwachstum von Pollenschläuchen benötigt die Koordination Membran-assoziierter Prozesse zur fokussierten Sekretion und Rückführung von Membranvesikeln mit der Dynamik des Zytoskeletts. Anhand der Kombination von in vitro Charakterisierung rekombinanter Proteine mit konfokaler Lebendzellmikroskopie wurde die Rolle bislang wenig untersuchter pflanzenspezifischer Myosine der Klasse VIII am Aktin-Membran-Interface von Pollenschläuchen untersucht. Die Hauptergebnisse beruhen dabei auf in vitro Lipid-Overlay-Tests und Liposomen-Sedimentations-Tests, auf der Modifikation der Zielproteine, sowie auf quantitativer Bildanalyse transient exprimierter Fluoreszenzfusionen.

Myosine der Klasse VIII zeichnen sich durch hochaffine Bindung an Aktin bei zugleich geringer Motor-Aktivität aus, ihre physiologische Funktion ist bislang jedoch nicht gut verstanden. In Arabidopsis thaliana gibt es vier Vertreter von Myosinen der Klasse VIII, von denen zwei spezifisch in Pollen exprimiert werden. Die hier vorgestellten Analysen zeigen, dass die pollenspezifischen Vertreter ATM2 und VIII-B an anionische Membranlipide binden können und dass diese Bindung durch einen C-terminalen polybasischen Sequenzbereich vermittelt wird, welcher Vertretern der anderen pflanzlichen Myosin-Klasse XI fehlt. Fluoreszenzmarkierte Fusionen von ATM2 lokalisieren in Pollenschläuchen an der subapikalen Plasmamembran und an filamentösen Strukturen der Zellperipherie, die mit kortikalem Aktin kolokalisieren. Dieses Verteilungsmuster stützt eine Funktion von ATM2 am Aktin-Membran-Interface. Deletion der lipidbindenden C-terminalen Region oder alternative Koexpression der Phosphoinositid-Phosphatase SAC9 vermindern beide die Plasmamembranassoziation von ATM2, was darauf hinweist, dass die Bindung von ATM2 an anionische Lipide für seine Membranassoziation notwendig ist. Die verminderte Membranassoziation von ATM2 verringert weiterhin einen hier zum ersten Mal beobachteten stabilisierenden Effekt von ATM2 auf die Aktin-Dynamik. Die vorgestellten Ergebnisse erweitern das Verständnis der dynamischen Regulation des Aktinzytoskeletts durch Membranlipide und definieren Myosine der Klasse VIII als Elemente der Aktin-Membran-Interaktion. Die Membranassoziation von Myosinen der Klasse VIII durch Bindung an anionische Lipide schafft dabei einen Interaktionspunkt zwischen Aktinfilamenten und Lipid-Nanodomänen der Plasmamembran. Die resultierende lokale Stabilisierung des Membrankontaktes erleichtert vermutlich nachfolgend die Interaktion mit weiteren regulatorischen Proteinen für die Koordination der apikalen Sekretion.

Teile der Arbeit flossen in diese Publikation ein: The pollen-specific class VIII-myosin ATM2 from Arabidopsis thaliana associates with the plasma membrane through a polybasic region binding anionic phospholipids DOI: https://doi.org/10.1016/j.biochi.2022.10.002

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Vera Wagner fertigte die Arbeit am Institut für Biochemie und Biotechnologie in der Arbeitsgruppe von Prof. Dr. Ingo Heilmann an.

-> zum Modell der möglichen Funktion von ATM2 am Membran-Aktin-Interface

Aylin Durmaz erhielt den Preis für die beste pflanzenwissenschaftliche Master-Arbeit, die an der Paris Lodron Universität Salzburg im Jahr 2022 erstellt wurde, von der Deutschen Botanischen Gesellschaft.

Titel: Artificially evolved nickel resistance in Pseudomonas syringae infecting the heavy metal hyperaccumulator Noccea caerulescens

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Achtung: Bitte Bilder mit sich selbst verlinken, damit vergrößerbar!!

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Aylin Durmaz fertigte die Arbeit am Institut xx in der Arbeitsgruppe von Assoz.-Prof. Dr. Anja Hörger an.

Lisa Koch erhielt den Preis für die beste pflanzenwissenschaftliche Master-Arbeit, die an der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (FAU) im Jahr 2022 erstellt wurde, von der Deutschen Botanischen Gesellschaft.

Titel: Einfluss von Hitze und unterschiedlicher Stickstoff-Konzentrationen auf das Wachstum und die Entwicklung von Kartoffelpflanzen

Die inhibierende Wirkung von Hochstickstoff und erhöhter Umgebungstemperatur auf die Knollenbildung von Kartoffelpflanzen lässt sich durch die Überexpression von StSP6A – einem positiven Regulator der Knolleninduktion – umgehen und ermöglicht Ertragssteigerung unter sonst inhibierenden Konditionen.

Wie sich die Kombination aus erhöhter Temperatur und stickstoffhaltigem Dünger auf die Entwicklung und den Ertrag von Kartoffelpflanzen (Solanum tuberosum L.) auswirkt, ist bisher noch nicht beschrieben. Erhöhte Temperaturen von wenigen Grad wirken sich bereits negativ auf den Ertrag aus. Die Erforschung des Einflusses von Hitze auf weltweit relevante Kulturpflanzen ist vor dem Hintergrund der Klimaerwärmung und der steigenden Weltpopulation wichtig, um in Zukunft eine ausreichende Ernährung zu gewährleisten.

Stickstoff ist ein essenzielles Mineral für das Wachstum und die Entwicklung von Pflanzen. In der Landwirtschaft ist die Ausbringung von Stickstoffdünger gängige Praxis, um den Ertrag von Nutzpflanzen zu steigern. Zu hohe Stickstoffkonzentrationen wirken jedoch hemmend auf die Knolleninduktion bei Kartoffelpflanzen.

In dieser Arbeit wurde der Einfluss von unterschiedlicher Stickstoffdüngung in Kombination mit erhöhter Temperatur auf Kartoffelpflanzen untersucht.

Stickstoffmangel resultierte in verfrühter Blattseneszenz, was durch erhöhte Temperatur zusätzlich verstärkt wurde. Außerdem kam es zu einer sehr frühen Knolleninduktion. Diese setzte unter erhöhter Temperatur später ein. Bei limitierendem Stickstoff hatten die Pflanzen zwar den geringsten absoluten Ertrag, wiesen jedoch relativ zu ihrer geringen oberirdischen Biomasse den höchsten Ertrag auf.

Sehr hohe Stickstoffgabe verzögerte die Knollenbildung und minderte den Ertrag deutlich, was durch hohe Temperatur noch ausgeprägter war. Unter Kontrollbedingungen war der Ertrag bei mittlerer (optimaler) Stickstoffgabe am höchsten, resultierte jedoch in den stärksten Ertragseinbußen unter Hitze.

Interessanterweise war unter erhöhter Temperatur der Ertrag aller Pflanzen unabhängig vom Stickstoffregime etwa ähnlich. Durch Stickstoffdüngung lässt sich also unter erhöhter Temperatur der Ertrag von Kartoffelpflanzen nicht verbessern, was im Kontext der Klimaerwärmung ein Problem darstellt.

Die Inhibition der Knollenbildung durch hohe Stickstoffgabe ließ sich in dieser Arbeit durch die Überexpression von StSP6A – einem positiven Regulator der Knolleninduktion – unter dem StLS1-Promotor (aktiv in grünem Gewebe) unterbinden.

Durch erhöhte Stickstoffgabe konnte mit Hilfe dieser transgenen Pflanzen der Ertrag unter Kontrollbedingungen nicht nur aufrechterhalten, sondern sogar signifikant gesteigert werden. Weiterhin wurde durch hohe Stickstoffgabe der Ertrag auch unter hoher Temperatur erhöht.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass hohe Stickstoffgabe, sowie Hitze die Knollenentwicklung additiv inhibieren, was in einem besonders geringen Ertrag resultiert. Durch die verstärkte Expression von StSP6A in Kartoffelpflanzen kann der zugegebene Stickstoff effektiv genutzt werden, um den Ertrag zu steigern – auch unter Hitze.

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Lisa Koch fertigte die Arbeit am Lehrstuhl für Biochemie in der Arbeitsgruppe von Prof. Dr. Sophia Sonnewald an.

Marlene Handl erhielt den Preis für die beste pflanzenwissenschaftliche Master-Arbeit, die an der Ruprecht-Karls-Universität Heidelberg im Jahr 2022 erstellt wurde, von der Deutschen Botanischen Gesellschaft.

Titel: From ER to tonoplast: Targeting of VHA-a subunits and visualization of ERtonoplast membrane contact sites (dt. Übersetzung: “Vom ER zum Tonoplast: Targeting von VHA-a Untereinheiten und Visualisierung von ER-Tonoplast Membrankontaktstellen.“)

Obwohl die V-ATPase einer der häufigsten Proteinkomplexe am Tonoplasten ist, war bislang nicht bekannt, wie seine von der VHA-a-Untereinheit abhängige Sortierung innerhalb des Endomembransystems korrekt abläuft. Im Rahmen dieser Arbeit haben wir ein PLL Aminosäuresequenzmotiv identifiziert, das für das korrekte Targeting von A. thaliana VHA-a3 und M. polymorpha VHA-a an den Tonoplast notwendig ist.

Die Vakuole ist ein multifunktionales Organell, das bis zu 90 % des Volumens einer Pflanzenzelle einnimmt. Die meisten Funktionen der Vakuole erfordern einen Protonengradienten, der durch die Aktivität von Vacuolar-type H⁺-ATPasen (V-ATPase) und H⁺-Pyrophosphatasen (V-PPase) aufrechterhalten wird. Das Targeting von V-ATPase Komplexen wird durch die verschiedenen Isoformen der VHA-a Untereinheit bestimmt, die Teil des membranintegralen V₀-Subkomplex ist. In A. thaliana sorgen VHA-a2 und VHA-a3 für die Lokalisierung am Tonoplast, während VHA-a1 die Protonenpumpe an das trans-Golgi Network/Early Endosome (TGN/EE) bringt (Dettmer et al., 2006). Vor Kurzem wurde in VHA-a1 eine samenpflanzenspezifische a1-Targeting-Domäne (a1-TD) identifiziert, die für das Targeting des V-ATPase Komplexes an das TGN/EE notwendig und ausreichend ist (Lupanga et al., 2020). Für VHA-a3 wird angenommen, dass es den Proteinkomplex über den COPII-unabhängigen provakuolären Weg zum Tonoplast schickt (Viotti et al., 2013; Lupanga et al., 2020). Da die a1-TD in VHA-a3 nicht konserviert ist, muss noch geklärt werden, ob diese Isoform ein Sortiersignal besitzt, das das Targeting des Membranproteins zum Tonoplasten steuert. In dieser Arbeit haben wir multiple Sequenzalignments, Site-Directed Mutagenesis und Live-Imaging eingesetzt, um ein PLL-Motiv zu identifizieren, das für das korrekte Targeting von VHA-a3 sowie für die „ursprüngliche“ VHA-a Isoform von M. polymorpha an den Tonoplast erforderlich ist. MpVHA-a und VHA-a3, die Mutationen in diesem Motiv aufweisen, wurden an das TGN/EE fehlsortiert. Wir vermuten außerdem, dass der Verlust dieses PLL-Motivs in VHA-a1 der erste Schritt zur Entwicklung einer TGN/EE-spezifischen VHA-a Isoform in Samenpflanzen war.

_{Dettmer, J., Hong-Hermesdorf, A., Stierhof, Y.D., and Schumacher, K. (2006). Vacuolar H+-ATPase activity is required for endocytic and secretory trafficking in Arabidopsis. Plant Cell 18: 715–730.
Lupanga, U., Röhrich, R., Askani, J., Hilmer, S., Kiefer, C., Krebs, M., Kanazawa, T., Ueda, T., and Schumacher, K. (2020). The Arabidopsis V-ATPase is localized to the TGN/EE via a seed plant-specific motif. Elife 9: 1–40.
Viotti, C. et al. (2013). The Endoplasmic Reticulum Is the Main Membrane Source for Biogenesis of the Lytic Vacuole in Arabidopsis. Plant Cell 25: 3434–3449.}

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Marlene Handl fertigte die Arbeit am Department of Cell Biology am Centre for Organismal Studies (COS) Heidelberg in der Arbeitsgruppe von Prof. Dr. Karin Schumacher unter der Betreuung von Prof. Dr. Karin Schumacher und Dr. Upendo Lupanga an.

Magdalena Slawinska erhielt den Preis für die beste pflanzenwissenschaftliche Master-Arbeit, die an der Ruprecht-Karls-Universität Heidelberg im Jahr 2022 erstellt wurde, von der Deutschen Botanischen Gesellschaft.

Titel: Auswirkungen der Morphologie der Spaltöffnungen auf den Gasaustausch

Slawinska hat die Berechnungen der anatomischen maximalen Leitfähigkeit der Spaltöffnungen (g_smax, definiert als die quantitative Rate, wie viel Wasserdampf oder CO₂ durch die Spaltöffnung geht [in mol sec-1 m-2]) für die Morphologie der Spaltöffnungen in Gräsern angepasst. Sie schlägt vor, dass die Peroxidase BdPOX die Zellwand modifizieren kann, und so die Länge der Schließzellen beeinflusst und wasser-sparenden Gasaustausch ermöglicht.

Die Spaltöffnungen (Stomata) sind längliche Poren in den Epidermis von Pflanzen, die das Gleichgewicht zwischen  CO₂ Aufnahme und Wasserverlust regulieren. Die einzigartige graminoide Morphologie von Spaltöffnungen in Gräsern ermöglicht schnelleres Öffnen und Schliessen der Spaltöffnungen, größere Porenöffnungen und eine verbesserte Wassernutzungseffizienz im Vergleich zu anderen Spaltöffnungsformen. Hier haben wir versucht zu verstehen, wie die Länge und Form der Schließzellen in Gräser zu effizienten Stomatabewegungen und einer verbesserten Stomata-Leistung beiträgt, und wie die Peroxidase BdPOX die Morphogenese der Schließzellen beeinflusst.

Wir haben gezeigt, dass die physiologische g_smax in B. distachyon anhand der Berechnung der anatomischen g_smax zuverlässig geschätzt werden kann. Außerdem präsentieren wir ein verbessertes Schließzellen-Färbungsprotokoll, welches hochaugelöste konfokale Bilder in 3D ermöglicht. Diese Bilder sind für die biomechanische Modellierung der Spaltöffnungen in Gräser geeignet. Schließlich schlagen wir vor, dass BdPOX am Ende der Entwicklung von Spaltöffnungen in B. distachyon wirkt, indem es phenolische Verbindungen in der Zellwand modifiziert, was zu einer Einschränkung der Verlängerung der Schließzellen führt.

Die Formel zur Berechnung von g_smax  in Gräsern wurde publiziert (DOI: 10.1017/qpb.2021.19). Details zur Funktion von BdPOX in der Grass Epidermis können im Preprint nachgelesen werden (DOI: 10.1101/2022.07.03.498611).

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Magdalena Slawinska fertigte die Arbeit am Centre for Organismal Studies (COS) in der Arbeitsgruppe von Dr. Michael Raissig an.

Anna Sophie Stasche erhielt den Preis für die beste pflanzenwissenschaftliche Master-Arbeit, die an der Universität Bielefeld im Jahr 2022 erstellt wurde, von der Deutschen Botanischen Gesellschaft.

Titel: Transcriptionelle Regulation der Expression photosynthetischer Gene in Arabidopsis thaliana

Wie Stasche herausfand, ist die transkriptionelle Regulation von Photosynthese Genen in der Pflanze Arabidopsis thaliana modular. Ein tieferes Verständnis dieser Regulation ist wichtig, auch für zukünftige biotechnologische Ertragsverbesserungen von Nutzpflanzen.

Ausgehend von der Hypothese, dass „photosynthetische Transkriptionsregulation“ die Regulation von Genen des Calvin Benson Bassham Zyklus, der photosynthetischen Elektronentransportkette oder möglicherweise beidem umfasst, wurde eine Metaanalyse veröffentlichter Studien der bekannten photosynthetischer Transkriptionsfaktoren (TFs) GOLDEN 2-LIKE 1(GLK1), GOLDEN 2-LIKE2 (GLK2), GATANITRATE-INDUCIBLECARBONMETABOLISM-INVOLVED (GNC), GNC-LIKE (GNL), ELONGATEDHYPOCOTYL 5 (HY5) and PYTOCHROMEINTERACTINGFACTORs (PIFs)1, 3, 4 und 5 durchgeführt. In der Metaanalyse wurden Informationen über die Bindestellen der TFs in Form von ChIP – und DAP -seq Experimenten mit in RNA-seq oder Microarray detektierter differentieller Expression in Überexpressions und Knock-out Mutanten zusammengeführt.

Die Metaanalyse zeigt mehrere positive und negative Beispiele transkriptioneller Regulation zwischen den analysierten Photosynthese-TFs, was daraufhin deutet dass entgegen der bisher angenommenen Hierarchischen Relation ein Netzwerk von Feedbackloops das Zusammenspiel der Photosynthese TFs bestimmt. Im Einklang mit der Literatur zeigt die Metaanalyse die analysierten PIFs als negative Regulatoren aller Teilprozesse der Photosynthese. Die verbleibenden analysierten TFs hingegen regulieren unterschiedliche Sets von Photosynthese Genen. Die Rgulation der photosynthetischen Antennen-Gene wird in der Metaanalyse beispielsweise als von GLKs positiv und GNC negativ angegeben. In Kontrast dazu identifiziert die Metaanalyse photorespiratorisch Gene als von GLK negativ und von GNC positiv reguliert. Anhand der in der Metaanalyse identifizierten regulatorischen Muster können die photosynthetischen Gene in Module unterteilt werden.

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Anna Sophie Stasche fertigte die Arbeit an der Fakultät Biologie in der Arbeitsgruppe Computational Biology in der Arbeitsgruppe von Prof. Dr. Andrea Bräutigam an.

Lea Klepka erhielt den Preis für die beste pflanzenwissenschaftliche Master-Arbeit, die an der Philipps-Universität Marburg im Jahr 2022 erstellt wurde, von der Deutschen Botanischen Gesellschaft.

Titel: Schnelle Anpassung der Pflanzenart Galium wirtgenii an neue Bedingungen in renaturierten Wiesen

Eine frühe Mahd von renaturierten Wiesen führt zu einem vorgezogenen Blühbeginn in Labkraut und damit zu evolutiven Anpassungen innerhalb von nur wenigen Jahren.

Der Erfolg von Renaturierungsmaßnahmen zur Wiederherstellung von Ökosystemen könnte wesentlich davon abhängen, ob neu angesiedelte Populationen in der Lage sind, sich ausreichend schnell an die neuen Umweltbedingungen anzupassen. Die zugrundeliegenden Mechanismen und Einflussfaktoren für evolutionäre Veränderungen als Reaktion auf Landmanagement Praktiken in renaturierten Ökosystemen sind jedoch weitgehend unerforscht. In dieser Masterarbeit wurden schnelle Anpassungen an eine frühe Mahd in renaturierten Stromtalwiesen untersucht. Als Renaturierungsmethode wurde hier vor 20 Jahren die sogenannte Mahdgutübertragung eingesetzt, bei der durch Mahd gewonnenes Pflanzenmaterial inklusive Samen von vorhandenen Stromtalwiesenbeständen auf zu renaturierende Flächen aufgetragen wird. Für die Masterarbeit wurden die Nachkommen der Pflanzenart Galium wirtgenii sowohl von Heuspender- als auch Empfängerflächen in einem Common Garden gezüchtet und während der Blütezeit eine Mahd simuliert. Pflanzen von renaturierten Wiesen zeigten als Anpassungsreaktion auf die frühere Mahd einen vorgezogenen Blühbeginn und ein reduziertes frühes Wachstum. Hinsichtlich der Regenerationsfähigkeit nach der Entfernung der überirdischen Biomasse während der Blüte gab es zwischen den Pflanzen von renaturierten und ursprünglichen Wiesen keine Unterschiede. Diese Ergebnisse deuten darauf hin, dass ein früher Blühbeginn und eine geringe Biomasse in frühen Entwicklungsstadien Teil der Anpassungsstrategie von G. wirtgenii sind, während dies für eine verbesserte Regenerationsfähigkeit nach der Mahd nicht zutrifft.
Die Masterarbeit zeigt, dass eine früh im Jahr stattfindende Mahd stark selektiv auf die Blühphänologie und das frühe Pflanzenwachstum wirkt, was beim Management von renaturierten Ökosystem berücksichtigt werden muss.

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Lea Klepka fertigte die Arbeit am Fachbereich Biologie in der Arbeitsgruppe von Prof. Lampei Bucharova an.

Elina J. Negwer erhielt den Preis für die beste pflanzenwissenschaftliche Master-Arbeit, die an der Christian-Albrechts-Universität zu Kiel im Jahr 2022 erstellt wurde, von der Deutschen Botanischen Gesellschaft.

Titel: Induktion von UV-Schutzstoffen durch Stickstoffmangel in Helianthus annuus

Hauptsekundärstoffe sind kein Verbraucher des Kohlenstoffüberschusses in Sonnenblumen mit Stickstoffmangel: Eine Neubewertung der Carbon-Nutrient Balance Hypothese

1983 haben Bryant et al. die kontrovers diskutierte Carbon-Nutrient Balance Hypothese (CNB) publiziert, welche unter anderem besagt, dass die Menge an kohlenstoffbasierten Sekundärstoffen (CBSCs) in Pflanzen durch Stickstoffmangel als Reaktion auf überschüssigen Kohlenstoff aus der Photosynthese ansteigt, welcher durch reduziertes Wachstum hervorgerufen wird.

Um Klarheit in die Debatte zu bringen, ob die CNB stimmt, wurden Kohlenstoffbilanzen in diesem neuen Ansatz verwendet, um die Menge an Kohlenstoff zu berechnen, welcher in die Biosynthese von Caffeoylchinasäuren (CQAs) und Lignin geflossen ist, je im Vergleich zum entsprechenden Kohlenstoffzuwachs von Zellwandkohlenhydraten oder einzelnen Pflanzenteilen, um beurteilen zu können, ob CBSCs nennenswerte Kohlenstoffverbraucher sind. Die Kohlenstoffassimilation von in Hydrokultur gewachsenen, 13 Tage alten Sonnenblumen wurde per Gasaustausch und C/N-Analyse bestimmt, wohingegen die Konzentration einzelner Stoffe mittels Chlorophyllfluoreszenz und HPLC (CQAs), sowie mit dem Acetylbromid-Assay (Lignin und Kohlenhydrate der Zellwand), bestimmt wurde.

Obwohl die Konzentration an CQAs in den Blättern schon innerhalb von 24 h nach dem Umsetzen der Sonnenblumen in Stickstoffmangelmedium anstieg, stieg die Ligninkonzentration, selbst nach drei Tagen Stickstoffmangel, unabhängig vom Pflanzenteil (Primärblätter, erstes Sekundärblattpaar, Keimblätter, Sprossachse oder Wurzeln), nicht an. Die Induktionsdauer konnte jedoch nicht verlängert werden, da schon an Tag drei die Photosynteserate wegen des Stickstoffmangels zu sinken begann, was nicht vereinbar mit den Annahmen der CNB ist.

Die Nettomenge an Kohlenstoff, die in CQAs (<2%) oder Lignin (<7%) floss, war viel geringer als der Zuwachs an Kohlenhydraten der Zellwand (>60%). Interessanterweise war dies nicht signifikant durch die Stickstoffversorgung der Pflanzen beeinflusst. Jedoch legt die Kohlenstoffallokation zu den verschiedenen Pflanzenteilen nahe, dass der Kohlenstoffüberschuss aus dem reduzierten Blattwachstum durch einen Anstieg des Wurzelwachstums ausgeglichen wurde.

Letztlich deuten die Ergebnisse darauf hin, dass CQAs und Lignin bei Stickstoffmangel nicht als nennenswerte Verbraucher von überschüssigem Kohlenstoff fungieren, was im Widerspruch zur CNB steht. Schlussendlich ist ein einzelner Grund für erhöhte CQA-Konzentrationen in Stickstoffmangelpflanzen eher unwahrscheinlich. Stattdessen kann man mittels vorheriger Untersuchungen zu dem Schluss kommen, dass CQAs mehrere Eigenschaften im Kontext um Stickstoffmangel mit sich bringen, wie beispielsweise antioxidative Eigenschaften, Modulation von Wachstum und Differenzierung, Fraßschutz und allelopathische Effekte.

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Elina J. Negwer fertigte die Arbeit am Botanischen Institut in der Abteilung Ökophysiologie der Pflanzen in der Arbeitsgruppe von Wolfgang Bilger an.

Valtentin Heimer erhielt den Preis für die beste pflanzenwissenschaftliche Master-Arbeit, die an der Universität Innsbruck im Jahr 2022 erstellt wurde, von der Deutschen Botanischen Gesellschaft.

Titel: Polyploidisierung spielte keine Rolle für die Entstehung fünf endemischer Arten aus Südeuropa, ist ansonsten aber häufig in Euphorbia sect. Esula (Euphorbiaceae) anzutreffen

Heimer klärte die Verwandtschaftsverhältnisse von fünf endemischen Euphorbia-Arten auf, die bisher schlecht, beziehungsweise gar nicht genetisch untersucht waren. So zeigte er dass sie trotz geographischer Nähe zu deutlich unterschiedlichen evolutionären Gruppen gehören.

Euphorbia (Wolfsmilch) ist eine der drei artenreichsten Pflanzengattungen der Welt und umfasst viele weit verbreitete, aber auch zahlreiche endemische Arten. Im Zuge meiner Masterarbeit kombinierten wir DNA-Sequenzierung, Genomgrößenmessung und morphologische Untersuchungen, um die Verwandtschaftsverhältnisse von fünf in Südeuropa verbreiteten endemischen Euphorbia-Arten aufzuklären. Unsere Ergebnisse zeigen, dass diese Arten trotz der geographischen Nähe ihrer Verbreitungsgebiete zu zwei deutlich unterschiedlichen evolutionären Gruppen gehören: zwei von ihnen sind nahe verwandt mit anderen europäischen Euphorbia Arten, während drei weitere Arten aus anderen Kontinenten wie Afrika und Asien näherstehen. Des Weiteren legen unsere Daten nahe, dass der wichtige Artbildungsmechanismus der Polyploidisierung (Verdopplung von Chromosomen), nicht an der Entstehung dieser fünf Arten beteiligt war, ansonsten aber häufig in Euphorbia sect. Esula auftritt. Damit liefern wir für einige dieser Arten erstmals genetische Daten und leisten einen Beitrag zum Verständnis der Diversifizierung und Evolution von Euphorbia. Diese ersten Erkenntnisse werden wir in Zukunft mit weiteren, höher auflösenden genetischen Methoden ergänzen.

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Valtentin Heimer fertigte die Arbeit am Institut für Botanik der Universität Innsbruck in der Arbeitsgruppe von Prof. Dr. Peter Schönswetter an. Die Arbeit ist abrufbar unter: https://diglib.uibk.ac.at/ulbtirolhs/content/titleinfo/7738412?query=valentin%20Heimer

Tobias Blank erhielt den Preis für die beste pflanzenwissenschaftliche Master-Arbeit, die an der Leibniz Universität Hannover im Jahr 2023 erstellt wurde, von der Deutschen Botanischen Gesellschaft für die Arbeit:

Analyse von Sekundärmetaboliten und deren Reaktion auf Salz in Haarwurzelkulturen von Lycium humile

Tobias Blank analysierte erstmals die Anpassungsstrategien der extrem halophilen Lycium humile an salzige Umgebungen auf metabolischer Ebene. Hierfür etablierte er Haarwurzelkulturen, die er Salzstress aussetzte, was eine detaillierte Messung der Sekundärmetaboliten ermöglichte.

Die zunehmende Versalzung der Böden ist eine große globale Herausforderung, welche innovative Strategien zur Erforschung der Salztoleranz von Pflanzen erfordert. Diese Arbeit fokussierte sich auf die weitgehend unerforschte halophile Art Lycium humile. Diese Pflanze kommt nur in den hohen Gebirgen und Salzwüsten der südamerikanischen Anden natürlich vor. Um die Mechanismen der Salztoleranz von Lycium humile zu untersuchen, wurden Haarwurzelkulturen („hairy roots“) mit Hilfe des Bakteriums Rhizobium rhizogenes induziert. Diese Technik ermöglicht das Wachstum von Wurzeln in einer kontrollierten Umgebung und eignet sich hervorragend für die Untersuchung von Pflanzenreaktionen auf Stress, besonders im Hinblick auf das hier streng limitierte Pflanzenmaterial. Drei dieser Haarwurzellinien wurden in Flüssigmedien mit verschiedenen Salzkonzentrationen kultiviert, um die Bedingungen zu simulieren, denen diese Pflanzen in der Natur ausgesetzt sind.

Das Experiment konzentrierte sich auf die Analyse der Produktion von Sekundärmetaboliten in den Wurzeln, die für die Resilienz von Lycium humile verantwortlich sein könnten. Gemessen wurden die Gesamtmengen an Phenolen, Flavonoiden und Alkaloiden. Um ein umfassendes Verständnis dieser metabolischen Veränderungen zu erlangen, wurde zusätzlich die Flüssigchromatographie-Massenspektrometrie (LC-MS) eingesetzt. Wie sich zeigte, steigt der Gesamtgehalt an Phenolen und Flavonoiden durch Salzapplikation in einer der Haarwurzel-Linien deutlich an. Weitere Veränderungen der Sekundärmetaboliten wurden durch die Ergebnisse der LC-MS gezeigt.

Zum ersten Mal konnte so ein Einblick gewonnen werden, wie die extrem halophile Lycium humile chemisch auf Salz reagiert. Ob die Versuche mit den Haarwurzelkulturen die tatsächlichen Mechanismen der ganzen Pflanze wiederspiegeln und um welche Verbindungen es sich im Detail handelt, kann in zukünftigen Versuchen bestimmt werden.

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Tobias Blank fertigte die Arbeit am Institut für Botanik in der Arbeitsgruppe von Prof. Dr. Jutta Papenbrock an.

> Zum Foto der AG Papenbrock

Im Jahr 2023 bewerteten die Repräsentaten der DBG an sechs Hochschulen Master-Arbeiten aus der Botanik und den Pflanzenwissenschaften. Den Preis für die jeweils beste Master-Arbeit des Jahres erhielten (in alphabetischer Reihenfolge):

Zahide Aslan (Goethe Universität Frankfurt)
Regulation der Hitzestressreaktionsgene durch den Hitzestress-Transkriptionsfaktor der B Klasse in Tomaten (Regulation of heat stress-responsive genes by class B heat stress transcription factors in tomato)

Christopher Bell (Universität Münster)
Auflösung der Gewebe-spezifischen Antworten von Redox und Calcium Dynamiken in Arabidopsis thaliana auf Sauerstoffmangel

Tobias Blank (Leibniz Universität Hannover)
Analyse von Sekundärmetaboliten und ihre Induktion durch Salz in "Hairy Roots" von Lycium humile

Panagiotis Boumpas (Universität Heidelberg)
Untersuchung der RNA-Bindungsfähigkeit des Homöodomäne-Transkriptionsfaktors WUSCHEL in Arabidopsis thaliana

Hannah Callenius (Universität Heidelberg)
Untersuchung des Cystein-Synthase-Komplexes in der Regulierung der ABA-abhängigen Stomataschließung und der Reaktion auf Trockenstress

Philipp Feichtlbauer (Paris Lodron Universität Salzburg)
Gliding zones in plants: a review and a case study of physical and chemical properties in Ceropegia sandersonii trap flowers

Rune Hansen (Christian-Albrechts-Universität zu Kiel, CAU)
Vergleichende RNASeq-Analyse des Aegilops cylindrica - Zymoseptoria tritici Pathosystems in kompatiblen und inkompatiblen Interaktionen

Tilman Jacob (Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg)
Analyse der DNA-Bindungsaktivität von PIF4-Haplotypen und -Mutanten (Analyses of DNA binding activities of PIF4 haplotypes and mutants)

Sabiha Lakehsar (Universität Kassel)
Genetische Diversität und Klonalität von Vaccinium uliginosum (L.) und Vaccinium oxycoccos (L.) in hessischen Reliktpopulationen

Bastian Liese (Universität Bielefeld)
Auswirkungen von Mikroplastik auf pflanzliche Qualitätsmerkmale von Brassica oleracea var. sabauda (Effects of microplastics on plant quality traits of Brassica oleracea var. Sabauda)

Marius Munschek (Universität Leipzig)
Gärtnern für den Arterhalt - Eine interaktive Datenbank gefährdeter Pflanzenarten in Deutschland

Swenia Paul (Carl von Ossietzky-University Oldenburg)
Doppelt hält besser! Ein didaktisches Konzept zur Vermittlung des Befruchtungsvorgangs der Angiospermen anhand von Modellen und Co.

Jan Paulini (Rheinisch-Westfälische Technische Hochschule Aachen, RWTH)
Wurzelbesiedelnde Pseudomonaden verbessern die Salztoleranz von Pflanzen

Malwina Pluta (Christian-Albrechts-Universität zu Kiel, CAU)
Quantifizierung von Sekundärmetaboliten in anfälligen und resistenten Quinoa-Linien gegen Falschen Mehltau (Peronospora variabilis) und Entwicklung von molekularen Markern

Andreas Reitmeier (Karlsruher Institut für Technologie, KIT)
Populationsdynamik der gynodiözischen Pflanzen Salvia pratensis und Salvia nemorosa basierend auf Blüten und Blütenentwicklungsgenen

Kristina Rosenzweig (Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg, FAU)
Untersuchung weiterer Resistenzfaktoren in Solanum lycopersicum gegen Cuscuta reflexa

Rebecca Schulzke (Philipps-Universität Marburg)
Die Rolle der ABA-Signalgebung für die Interaktion von Arabidopsis thaliana und Colletotrichum higginsianum

Mirjam Thielen (Rheinische Friedrich-Wilhelms-Universität Bonn)
Etablierung von cytosolischem C-zu-U RNA Editing in Physcomitrium patens und die Untersuchung des Einflusses von inaktivierten DYW-Typ Pentatricopeptide-Repeat Editingfaktoren unter verschiedenen Stressbedingungen

Inken Thiemann (Universität Rostock)
Beeinträchtigt die Schließzell-spezifische Manipulation der SBPase die Bewegungen der Stomata?

Eduard Windenbach (Ludwig-Maximilians-Universität München)
Charakterisierung des Energieflusses über NAD(P)H-Pools im Chloroplasten

Christopher Bell erhielt den Preis für die beste pflanzenwissenschaftliche Master-Arbeit, die an der Universität Münster im Jahr 2023 erstellt wurde, von der Deutschen Botanischen Gesellschaft für die Arbeit:

Auflösung der Gewebe-spezifischen Antworten von Redox und Calcium Dynamiken in Arabidopsis thaliana auf Sauerstoffmangel

Bell entwickelte ein System, das die Stressantworten von Pflanzengeweben am Konfokalmikroskop unter gezieltem und kontrolliertem Sauerstoffentzug live messen kann.

Sauerstoffarme Bedingungen stellen für Pflanzen einen schwerwiegenden abiotischen Stress dar, beispielsweise bei Überschwemmungen. Der Mangel an molekularem Sauerstoff als finalen Elektronenakzeptor führt zu einer Unterbrechung der mitochondrialen Elektronentransportkette und, als unmittelbare Folge, der ATP-Produktion. Um die Mechanismen der pflanzlichen Akklimatisierung an hypoxischen Stress zu untersuchen, hat Christopher Bell einen experimentellen Aufbau am konfokalen Mikroskop entwickelt, um Calcium-Dynamiken in Echtzeit und in vivo zu erfassen. So konnte er zeigen, dass die Pflanze einen niedrigen Sauerstoffgehalt schnell wahrnimmt, was sich in einer deutlichen Calcium-Reaktion wiederspiegelt. Zudem hat er die Auswirkungen auf die zelluläre Redox-Homöostase (NADPH:NADP+, H₂O₂ und das Glutathione Redox Potential) untersucht. Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass der Reduktionsstatus dieser drei redox-aktiven Systeme zu einem Großteil vom zentralen Metabolismus abhängt und entsprechend der Sauerstoffkonzentration in der Umgebung variiert. Bell hofft, dass das neue Imaging Setup eine große Bereicherung für das Forschungsgebiet der Hypoxie in Pflanzen sein wird. Die Ergebnisse zeigen, dass die Calcium-Signalübertragung und die Flexibilität des Stoffwechsels wichtige Faktoren in Pflanzen sind, die hypoxischem Stress ausgesetzt sind, und tragen zum Verständnis der Pflanzenbiologie unter Hypoxie bei.

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Christopher Bell fertigte die Arbeit am Institut für Biologie und Biotechnologie der Pflanzen in der Arbeitsgruppe von Prof. Dr. Markus Schwarzländer an.

Swenia Paul erhielt den Preis für die beste pflanzenwissenschaftliche Master-Arbeit, die an der Carl von Ossietzky-University Oldenburg im Jahr 2023 erstellt wurde, von der Deutschen Botanischen Gesellschaft für die Arbeit:

Doppelt hält besser! Ein didaktisches Konzept zur Vermittlung des Befruchtungsvorgangs der Angiospermen anhand von Modellen und Co

Paul entwickelte ein neuartiges Hands-on-Modell des Befruchtungsvorgangs in Angiospermen, das sowohl zur Demonstration als auch zur selbstständigen Erarbeitung verwendet werden kann.

Anlass für die Arbeit war die Beobachtung von Lehrenden der Universität Oldenburg, dass viele Studierende den Befruchtungsvorgang der Angiospermen schwer vorzustellen ist. Daher wurde der Befruchtungsvorgang sowie die Nachhaltigkeit des Lernerfolgs untersucht. Ausgehend von einer Analyse der verfügbaren Modelle und Lehrbücher zum Befruchtungsvorgang wurde ein Mangel an geeigneten, zielgruppenorientierenten, didaktischen Lehrmitteln festgestellt. Zusätzlich zeigten die Ergebnisse einer Online-Umfrage unter Biologiestudierenden der Universität Oldenburg spezifische Schwierigkeiten, die im Zusammenhang mit der doppelten Befruchtung auftreten können.
Daher wurde ein didaktisches Konzept entwickelt, in dessen Mittelpunkt ein Hands-on-Funktionsmodell steht. Das Modell wurde aus Holz gefertigt. Dabei werden die Zellen, die am Befruchtungsvorgang beteiligt sind, durch abnehmbare Bauteile dargestellt. So können sie flexibel mit Magneten am Modellkorpus befestigt und entlang des Modells bewegt werden. Dies bietet die Möglichkeit, den Befruchtungsvorgang zu veranschaulichen, indem er am Modell simuliert wird. Das Modell kann von Lehrenden eingesetzt werden, um den Befruchtungsvorgang demonstrativ mithilfe des Modells zu erklären. Außerdem können Lernende den Befruchtungsvorgang aktiv selbst am Modell üben. Dabei unterstützen eine interaktive Anleitung sowie passend konzipierte Arbeitsblätter. Das Modell wird derzeit unter anderem in den Botanik-Kursen an der Universität Oldenburg eingesetzt.
Die Arbeit soll für das universitäre Lehren und Lernen als Impuls dienen, die eigene Rolle zu reflektierten. Dabei können vorhandene, bewährte Lehrmittel hinterfragt werden, um die eigene Lehre zu öffnen und einen individualisierten, selbstregulierten Unterricht zu ermöglichen. Wie im Titel beschrieben: Doppelt hält besser! Auch etabliertes Lehr- und Lernverhalten sollte erneut auf den Prüfstand gestellt werden, um sicherzustellen, dass sie einer Lehre im stetigen Wandel sowie den Bedürfnissen aller Beteiligten angemessen sind.

Weiterlesen in der ausgezeichneten Masterarbeit: https://cloudstorage.uni-oldenburg.de/s/bYZkQojxYQ2yD2M

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Swenia Paul fertigte die Arbeit am Institut für Biologie und Umweltwissenschaften in der Arbeitsgruppe Biodiversität und Evolution der Pflanzen von Prof. Dr. Dirk Albach an.

Hannah Callenius erhielt den Preis für die beste pflanzenwissenschaftliche Master-Arbeit, die an der Universität Heidelberg im Jahr 2023 erstellt wurde, von der Deutschen Botanischen Gesellschaft für die Arbeit:

Untersuchung des Cystein-Synthase-Komplexes in der Regulierung der ABA-abhängigen Stomata-Schließung und der Reaktion auf Trockenstress

Die Masterarbeit zeigte einen Einfluss der Stabilität des Cystein-Synthase-Komplexes auf metabolische Anpassungen der Cystein Synthese während der Schließung der Spaltöffnungen von Arabidopsis thaliana.

Angesichts der Verschlimmerung von Dürreperioden ist es wichtig die Reaktion von Pflanzen auf Trockenstress zu verstehen, zu der auch das schnelle Schließen der Spaltöffnungen (Stomata) zur Reduzierung von Wasserverlust gehört. Cystein, der Ausgangsmetabolit organischer schwefelhaltiger Moleküle, induziert in Arabidopsis thaliana das Schließen der Stomata. Die Cysteinsynthese in drei der Zellkompartimente - den Plastiden, Mitochondrien und dem Zytosol – erfordert den Cystein-Synthase-Komplex (CSC), einen Proteinkomplex aus zwei Enzymen, der sich dynamisch bildet und dissoziiert.
Diese Arbeit befasste sich mit der Rolle des CSC bei der Signalübertragung und dem Schließen der Stomata unter Trockenstress. Dabei analysierte Callenius Pflanzen, denen CSC-Proteine spezifischer Kompartimente fehlten, und transgene Pflanzen mit mutierten CSC-Proteinen, die die Stabilität des Protein-Komplexes erhöhten. Callenius verwendete mikroskopische und physiologische Methoden zur direkten und indirekten Bestimmung der Stomata-Öffnung und der Akkumulation des Trockenheitshormons Abscisinsäure (ABA), sowie Ultra-Hochleistungs-Flüssigkeitschromatographie (UPLC) zur Quantifizierung schwefelhaltiger Metabolite. Pflanzen mit erhöhter CSC Assoziation wiesen einen erhöhten Cysteinspiegel und geschlossene Stomata auf, was mit einer Reduzierung von Wasserverlust und stomatärer Leitfähigkeit einherging. Anhand verschiedener Arabidopsis-Mutanten konnte Callenius zeigen, dass diese stabilitätsbedingte Reaktion das Hormon ABA und die Cysteinsynthese erforderte. Zusammenfassend weist dies auf eine regulierende Rolle der CSC Stabilität während des Schließens der Stomata als Reaktion auf Trockenheitssignale hin.

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Hannah Callenius fertigte die Arbeit am Centre for Organismal Studies (COS) Heidelberg, Abteilung Molekularbiologie der Pflanzen, in der Arbeitsgruppe von Prof. Rüdiger Hell an.

Panagiotis Boumpas erhielt den Preis für die beste pflanzenwissenschaftliche Master-Arbeit, die an der Universität Heidelberg im Jahr 2023 erstellt wurde, von der Deutschen Botanischen Gesellschaft für die Arbeit:

Untersuchung der RNA-Bindungsfähigkeit des Homöodomäne-Transkriptionsfaktors WUSCHEL in Arabidopsis thaliana

Panagiotis Boumpas hat zum ersten Mal eine bisher unbekannte und neuartige RNA-Bindungsfähigkeit des Arabidopsis thaliana-Stammzellregulators WUSCHEL beschrieben und mögliche RNA-Bindungsziele des Proteins identifiziert.

Im apikalen Meristem von Arabidopsis thaliana ist der Homöodomäne-Transkriptionsfaktor WUSCHEL (WUS) erforderlich, um die Stammzellidentität zu bestimmen. Bisher konzentrierten sich die meisten Studien zur Entschlüsselung des molekularen Mechanismus von WUS auf seine bekannte DNA-Bindungsfähigkeit. Verschiedene Studien haben jedoch bereits über die RNA-Bindungsfähigkeit bekannter Homöodomäne-Transkriptionsfaktoren in verschiedenen Organismen berichtet. Daher stellten wir die Hypothese auf, dass WUS über seine konservierte Homöodomäne möglicherweise auch mit RNA assoziieren kann.

Um vom WUS gebundene Transkripte zu identifizieren, nutzten wir die Methode der RNA-Immunpräzipitation (RIP) und anschließende Hochdurchsatzsequenzierung. Das von Boumpas erstellte RIP-Protokoll unter Verwendung von WUS überexprimierenden Arabidopsis thaliana-Sämlingen als Ausgangsmaterial ermöglichte die Co-Immunpräzipitation von WUS zusammen mit seinen gebundenen RNAs.

Bioinformatische Analysen von RIP-Seq-Daten zeigten, dass WUS mit überwiegend exonischen Regionen von Hunderten proteinkodierenden Transkripten assoziiert. Gene, von denen die vom WUS gebundenen RNAs transkribiert werden, wurden für verschiedene biologische Prozesse angereichert, von denen bekannt ist, dass sie durch WUS reguliert werden. Darüber hinaus wurden gebundene Transkripte in mobilen Messenger-RNAs angereichert, was auf eine mögliche Rolle von WUS beim RNA Trafficking hinweist. Abschließend hat Boumpas hervorgehoben, dass vom WUS sowohl auf Chromatin- als auch auf Transkriptebene gebundene Gene für ähnliche biologische Prozesse angereichert sind, was einen möglichen engen Zusammenhang zwischen den verschiedenen molekularen Funktionen von WUS im Hinblick auf gemeinsame biologische Ergebnisse nahelegt.

Zusammenfassend hat Boumpas eine bisher unbekannte und neuartige RNA-Bindungsfähigkeit von WUS beschrieben. Die gewonnenen Ergebnisse bilden eine solide Grundlage, um die biologische Funktion hinter der RNA-Bindungsfähigkeit von WUS in Zukunft genau zu entschlüsseln und die Regulation pflanzlicher Stammzellen besser zu verstehen.

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Panagiotis Boumpas fertigte die Arbeit am Centre for Organismal Studies (COS) Heidelberg, Department of Stem Cell Biology, in der Arbeitsgruppe von Prof. Dr. Jan Lohmann an.

Jan Paulini erhielt den Preis für die beste pflanzenwissenschaftliche Master-Arbeit, die an der Rheinisch-Westfälische Technische Hochschule Aachen (RWTH) im Jahr 2023 erstellt wurde, von der Deutschen Botanischen Gesellschaft für die Arbeit:

Wurzelbesiedelnde Pseudomonaden Verbessern die Salztoleranz von Pflanzen

Paulini etablierte ein neues Hydroponiksystem, um den physiologischen Status von Zuckerrüben (Beta vulgaris) unter Salzstress zu untersuchen und zu vergleichen. Dadurch war es möglich, die signifikanten salzstressmindernden Fähigkeiten von pflanzenwachstumsfördernden Rhizobakterien (PGPR) zu untersuchen und zu beweisen.

Die Zuckerrübe (Beta vulgaris) ist eine Pflanze von globaler Bedeutung, da 35 % der weltweiten Zuckerproduktion aus ihrem Anbau stammen. Darüber hinaus liefert sie Rohstoffe für die Futtermittelproduktion und die Bioethanolgewinnung. Aufgrund mangelnder Nachhaltigkeit im Anbau und steigender Temperaturen im Zuge des Klimawandels leidet die Zuckerrübe zunehmend unter Trockenperioden und Bodenversalzung. Diese abiotischen Faktoren stellen die größte Ertragslimitierung bei Zuckerrüben dar und können zu Ernteverlusten von bis zu 33 % führen.
In dieser Studie wurde ein neues System etabliert, um den physiologischen Status von B. vulgaris unter Salzstressbedingungen zu analysieren und zu vergleichen. Die Methode ermöglichte die Beobachtung der Salzstress reduzierenden Fähigkeiten der PGPR Pseudomonas sp. TE7 aus der Pseudomonas mandelii Untergruppe und Pseudomonas sp. TE13 aus der Pseudomonas fluorescens Untergruppe. Zuckerrüben wurden in hydroponischen Systemen und im Gewächshaus in Sand kultiviert und mit den entsprechenden Bakterienstämmen behandelt. Salzstress wurde induziert und die Stressreaktionen zusammen mit den Veränderungen durch die Bakterienbehandlung analysiert.
Ps. sp. TE13 und Ps. sp. TE7 konnten 21 Tage nach der Inokulation an den Wurzeln der Rüben nachgewiesen werden. Beide Stämme erhöhten den relativen Blattwassergehalt und das Trockengewicht salzgestresster Zuckerrüben, im Vergleich zu Kontrollpflanzen. Insbesondere Ps. sp. TE13 hatte einen signifikanten Einfluss auf die Fitness der Photosynthesemaschinerie der salzgestressten Pflanzen, indem es die Effizienz, die Kapazität und die effektive Quantenausbeute des Photosystems II erhöhte, während es zusätzlich die Photopigmentkonzentrationen in nicht gestressten Pflanzen erhöhte. Im Gegensatz dazu reduzierte Ps. sp TE7 den Energieverlust.
Außerdem konnte mittels quantitativer Echtzeit-PCR gezeigt werden, dass beide Stämme eine erhöhte Expression von Ascorbatperoxidase codierenden Genen in Zuckerrüben unter Salzstress induzierten.
Diese Ergebnisse deuten darauf hin, dass Ps. sp. TE13 und Ps. sp. TE7 in der Lage sind, die negativen Auswirkungen der natürlichen Salzstressreaktion von B. vulagris abzuschwächen. Pflanzen-Mikroben-Interaktionen wie diese, haben das Potenzial, die Produktivität und Toleranz von Pflanzen zu verbessern und den Weg für umweltfreundlichere und effizientere landwirtschaftliche Strategien angesichts des Klimawandels und der steigenden Nachfrage nach Nahrungsmitteln zu ebnen.
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Jan Paulini fertigte die Arbeit am Institut für Pflanzenphysiologie in der Arbeitsgruppe von Prof. Dr. Uwe Conrath an.

Kristina Rosenzweig erhielt den Preis für die beste pflanzenwissenschaftliche Master-Arbeit, die an der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg im Jahr 2023 erstellt wurde, von der Deutschen Botanischen Gesellschaft für die Arbeit:

Untersuchung weiterer Resistenzfaktoren in Solanum lycopersicum gegen Cuscuta reflexa

Die Kulturtomate Solanum lycopersicum besitzt mehr als nur einen Resistenzmechanismus, um Angriffe der parasitären Pflanze Cuscuta reflexa abzuwehren.

Cuscuta reflexa (dt. Teufelszwirn) ist eine parasitär lebende Pflanze, welche jährlich dramatische Ertragseinbußen verursacht. Der Parasit besitzt weder eigene Blätter noch Wurzeln und ist somit vollständig abhängig davon, Nährstoffe und Wasser von seinen Wirten zu beziehen. Dafür bildet er interspezifische Verbindungen zu dem Leitgewebe der Wirtspflanzen aus. Beinahe alle Dikotyledonen sind in dem Wirtsspektrum für C. reflexa enthalten. Eine der wenigen Ausnahmen stellt die Kulturtomate, Solanum lycopersicum, dar. Sie besitzt den Cuscuta Rezeptor 1 (CuRe1), welcher Cuscuta erkennt und eine Abwehrreaktion induziert. Allerdings gibt es Hinweise darauf, dass es neben CuRe1 noch weitere Mechanismen gibt, die zu einer vollen Resistenz führen.

In dieser Arbeit wurden verschiedene Kandidatengene hinsichtlich ihrer Rolle in der Abwehrreaktion von S. lycopersicum untersucht. Dafür wurden transgene Tomatenpflanzen verwendet, bei welchen das jeweilige Kandidatengen mithilfe von CRISPR-Cas9 mutiert wurde. Durch die Infektion dieser Tomatenlinien mit C. reflexa konnte ein Gen identifiziert werden, dessen Veränderung die Resistenz der Tomate aufhebt. Das identifizierte Gen codiert für ein Protein, welches Teil des Ethylen-Signalweges ist; ein wichtiger Signalweg, welcher bei vielen Immunantworten eine Rolle spielt. Genauere Untersuchungen mithilfe von qRT-PCR Versuchen, ergaben, dass das Gen in den mutierten Pflanzen stärker exprimiert ist, als in den unveränderten, resistenten Wildtyp-Pflanzen. Zusätzlich konnte gezeigt werden, dass das Kandidatengen in der wilden, suszeptiblen Tomatensorte S. pennellii ebenfalls eine Hochregulation aufweist. Dies gibt Grund zur Annahme, dass eine niedrige Expression des Genes mit einer erhöhten Resistenz in Verbindung stehen könnte. Abschließend wurde eine Hypothese über die Wirkungsweise des Genes in der Abwehrreaktion von S. lycopersicum aufgestellt: es wird vermutet, dass eine übermäßige Expression eine Ethylen-Insensitivität und somit eine geringe Immunantwort auslöst, während eine geringe Expression zu einer Ethylen-Hypersensitivität führt und die Pflanze so sensitiver auf Stresssignale reagieren kann.

Diese Hypothese muss jedoch in Folgeexperimenten verifiziert und weiter untersucht werden und ist damit Gegenstand aktueller Forschung.

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Kristina Rosenzweig fertigte die Arbeit am Lehrstuhl für Molekulare Pflanzenphysiologie in der Arbeitsgruppe von Prof. Dr. Markus Albert an.

Tilman Jacob erhielt den Preis für die beste pflanzenwissenschaftliche Master-Arbeit, die an der Universität Halle im Jahr 2023 erstellt wurde, von der Deutschen Botanischen Gesellschaft für die Arbeit:

Analyse der DNA-Bindungsaktivität von PIF4-Haplotypen und -Mutanten (Analyses of DNA binding activities of PIF4 haplotypes and mutants)

Tilman Jacob etablierte ein in-vitro-Assay, mit dem die Bindung von verschiedenen, natürlich vorkommenden PIF4-Haplotypen an den YUCCA8-Promotor untersucht werden konnte.

Das Verständnis der molekularen Anpassungsmechanismen von Pflanzen an erhöhte Umgebungstemperaturen ist entscheidend für die Züchtung von Kulturen, die an die globale Erwärmung angepasst sind. In der Modellpflanze Arabidopsis thaliana spielt der Transkriptionsfaktor PHYTOCHROME INTERACTING FACTOR 4 (PIF4) eine bedeutende Rolle in der Koordination von Wachstum und Entwicklung in Reaktion auf äußere Licht- und Temperatureinflüsse.

Um die natürliche genetische Variation verschiedener Arabidopsis-Ökotypen für die Erforschung der molekularen Funktionen von PIF4 zu nutzen, wurde ein Set von sechs natürlich vorkommenden PIF4-Haplotypen ausgewählt, die unterschiedliche Kombinationen häufig auftretender Einzelnukleotidpolymorphismen (SNPs) aufweisen. Jacob etablierte eine Pipeline für die rekombinante Expression dieser PIF4-Haplotypen in Escherichia coli und führte in-vitro elektrophoretische Mobilitätsverschiebungs-Assays (EMSAs) durch, um ihre DNA-Bindungsaktivitäten anhand des YUCCA8-Promotors (pYUC8) zu untersuchen.

Er konnte zeigen, dass alle untersuchten natürlichen PIF4-Haplotypen in der Lage waren, spezifisch an pYUC8 zu binden, im Gegensatz zu einer künstlich erstellten PIF4-Variante mit mutierter DNA-Bindungsdomäne. Es konnte eine Variation der Bindungsaktivitäten zwischen den natürlichen Haplotypen beobachtet werden, jedoch war der Assay nicht robust genug, um reproduzierbare quantitative Unterschiede zu erfassen.

Dennoch stellen die Ergebnisse einen Ausgangspunkt für umfassendere Analysen der PIF4-Haplotypen dar, die zum allgemeinen Verständnis der molekularen Funktion von PIF4 beitragen können und die Erforschung der Thermoregulation in Arabidopsis über die ausschließliche Untersuchung des Col-0-Ökotyps hinaus erweitern werden.

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Tilman Jacob fertigte diese Arbeit am Institut für Agrar- und Ernährungswissenschaften (IAEW) am Lehrstuhl für Ertragsphysiologie der Kulturpflanzen von Prof. Dr. Marcel Quint unter der Betreuung von Dr. Lennart Eschen-Lippold an.

Mirjam Thielen erhielt den Preis für die beste pflanzenwissenschaftliche Master-Arbeit, die an der Universität Bonn im Jahr 2023 erstellt wurde, von der Deutschen Botanischen Gesellschaft für die Arbeit:

Etablierung von cytosolischem C-zu-U RNA Editing in Physcomitrium patens und die Untersuchung des Einflusses von inaktivierten DYW-Typ Pentatricopeptide-Repeat Editingfaktoren unter verschiedenen Stressbedingungen

Erstmals zeigte Thielen im Modellmoos Physcomitrium patens, dass pflanzliches Cytidin-zu-Uridin RNA-Editing, das natürlicherweise auf die Chloroplasten und Mitochondrien beschränkt ist, auch im Cytosol stattfinden kann.

Das pflanzentypische Cytidin-zu-Uridin RNA-Editing wird von kerncodierten, RNA-bindenden Pentatricopeptide Repeat (PPR) Proteinen vermittelt und betrifft RNAs in den Mitochondrien und Chloroplasten, ist aber nicht für nukleo-cytosolische Transkripte gezeigt. Um zu untersuchen, ob die RNA-Editingfaktoren grundsätzlich auch im pflanzlichen Zytosol funktionieren können, wurden drei inzwischen gut charakterisierte RNA-Editingfaktoren mit ihren ko-transkribierten natürlichen Zielsequenzen und einem induzierbaren Expressionssystem in das Modellmoos Physcomitrium patens transformiert. Nach Induktion der Genexpression konnte cytosolisches C-zu-U RNA-Editing nicht nur an diesen künstlich im Cytosol transkribierten Zielen, sondern auch an bis zu hunderten von weiteren cytosolischen RNAs gefunden werden. Der letztgenannte Befund deutet auf mangelnde Spezifität hin und ist vermutlich die Erklärung dafür, dass in der Natur das pflanzliche RNA-Editing auf die kleinen Transkriptome der Organellen beschränkt ist. Auf der anderen Seite erlauben die Konservierungsprofile in den Sequenzen der jetzt gefundenen „Off-Targets“ ein besseres Verständnis der PPR-RNA-Erkennung im Hinblick auf mögliche zukünftige biotechnologische Anwendungen für gezielte Eingriffe in Transkriptome.
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Mirjam Thielen fertigte die Arbeit am Institut für Zelluläre und Molekulare Botanik in der Arbeitsgruppe Molekulare Evolution von Prof. Dr. Volker Knoop an.

Zahide Aslan erhielt den Preis für die beste pflanzenwissenschaftliche Master-Arbeit, die an der Universität Frankfurt im Jahr 2023 erstellt wurde, von der Deutschen Botanischen Gesellschaft für die Arbeit:

Regulation of heat stress-responsive genes by class B heat stress transcription factors in tomato (Regulation der Hitzestressreaktionsgene durch den Hitzestress-Transkriptionsfaktor der B Klasse in Tomaten)

Aslans Arbeit liefert erste Hinweise darauf, dass die Bildung eines möglichen HsfA1a-HAC1-HsfB1-Ternäraktivatorkomplexes möglicherweise wichtig für die Acetylierung von Histon 3 (H3K9ac) ist, wodurch die Transkriptionsfaktorfunktion direkt mit Chromatinveränderungen verknüpft wird, die mit der Transkription zusammenhängen – eine Verbindung, die derzeit im Zusammenhang mit der Hitzestressreaktion nicht gut beschrieben ist.

Die Reaktion auf Hitzestress hängt in erster Linie von Veränderungen in der Genexpression ab. Gene, die für das Überleben der Zelle kodieren, sind wichtig und müssen umgehend synthetisiert werden. Transkriptionsfaktoren spielen eine zentrale Rolle, aber ihre Aktivität ist mit der Chromatinstruktur verbunden: dem Komplex aus DNA und Proteinen im Zellkern. Diese Assoziation beeinflusst, wie zugänglich bestimmte Gene für die Transkription sind, was sich auf die Fähigkeit der Zelle auswirkt, die für das Überleben bei Hitzestress notwendigen Proteine schnell zu produzieren. Mit Hilfe von Transkriptionsfaktor-Aktivator-Assays in isolierten Tomatenprotoplasten in Kombination mit CRISPR-vermittelten Mutationen konnte Aslan zeigen, dass Transkriptionsfaktoren der Klasse B bei Hitzestress in Gegenwart von Histon-Acetyltransferasen als Co-Aktivatoren wirken können. Dies wurde auch durch Expressionsanalysen in Pflanzen bestätigt, in denen HSFB1 mit Hilfe eines pharmakologischen Ansatzes überexprimiert wurde, indem Chemikalien eingesetzt wurden, die entweder die Aktivität von Histonacetyltransferasen oder die Aktivität von Deacetyltransferasen hemmen. Mit Hilfe eines Chromatin-Immunopräzipitationstests konnte Aslan zeigen, dass die Veränderungen in der Genexpression mit Veränderungen der Histonacetylierung in HSF-Zielgenen verbunden sind. Diese Ergebnisse belegen, dass die Aktivität eines Transkriptionsfaktors direkt mit der Chromatinstruktur verknüpft sein kann und dadurch zu den Veränderungen der Genexpression unter Hitzestress beiträgt.

Zur Master-Arbeit: https://www.bio.uni-frankfurt.de/58896237/Heat_Stress

Zur Publikation: Guarino F, Cicatelli A, Castiglione S, Agius DR, Orhun GE, Fragkostefanakis S, Leclercq J, Dobránszki J, Kaiserli E, Lieberman-Lazarovich M, Sõmera M, Sarmiento C, Vettori C, Paffetti D, Poma AMG, Moschou PN, Gašparović M, Yousefi S, Vergata C, Berger MMJ, Gallusci P, Miladinović D and Martinelli F (2022) An Epigenetic Alphabet of Crop Adaptation to Climate Change. Front. Genet. 13: 818727. doi: 10.3389/fgene.2022.818727

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Zahide Aslan fertigte die Arbeit am Institut für Molekulare Biowissenschaften in der Arbeitsgruppe Molecular and Cell Biology of Plants von Dr. Sotirios Fragkostefanakis an.

Marius Munschek erhielt den Preis für die beste pflanzenwissenschaftliche Master-Arbeit, die an der Universität Leipzig im Jahr 2023 erstellt wurde, von der Deutschen Botanischen Gesellschaft für die Arbeit:

Gärtnern für den Arterhalt - Eine interaktive Datenbank gefährdeter Pflanzenarten in Deutschland

Die Arbeit untersucht erstmalig das Potential von Conservation Gardening als partizipative Naturschutzmaßnahme für den Erhalt von gefährdeten Pflanzenarten in Deutschland und stellt Bürger*innen eine Liste von für den Gartenanbau geeigneter gefährdeter Pflanzenarten in Form einer interaktiven Datenbank zur Verfügung.

Ziel der Studie war es, das Potenzial von Conservation Gardening für den Erhalt gefährdeter Pflanzenarten für das Fallbeispiel Deutschland abzuschätzen. Bisher gibt es kaum öffentlich zugängliche Informationen, die eine praktische und niedrigschwellige Umsetzung von Conservation Gardening ermöglichen, z.B. welche einheimischen Pflanzenarten für den Gartenbau geeignet sind, wie sie gepflanzt und gepflegt werden sollten und wo sie zu beziehen sind. Um diese Informationen zu erschließen, hat Munschek die Roten Listen aller 16 Bundesländer zusammengeführt und eine umfangreiche Datenbank für Gartenpflanzen sowie die Internetseiten mehrerer deutscher Produzenten einheimischer Wildpflanzen mittels Textmining durchsucht. Die verfügbaren Informationen wurden in einer benutzerfreundlichen Anwendung zusammengefasst, die es Gärtnerinnen und Gärtnern ermöglicht, regionalspezifische Listen von CG-Pflanzen sowie entsprechende Pflanz- und Kaufempfehlungen abzurufen. Die Auswertung der Daten zeigt, dass in den Roten Listen der deutschen Bundesländer im Median 845 Pflanzenarten als rückläufig, gefährdet oder selten eingestuft sind. Der Median der „gartentauglichen“ Arten liegt bei 41%, insgesamt kommen bundesweit 988 verschiedene Pflanzenarten für CG in Frage, von denen 66% bereits im Handel erhältlich sind. Darüber hinaus sind viele CG-Pflanzen trockenheitstolerant und benötigen im Durchschnitt weniger Dünger als konventionelle Gartenpflanzen. Conservation Gardening bietet die Möglichkeit, einen transformativen Wandel im Gartenbau anzustoßen, das Bewusstsein für seltene und gefährdete Pflanzenarten zu schärfen und den Verlust der Biodiversität zu verlangsamen.

Link zur App: https://conservation-gardening.shinyapps.io/app-de/ 

Publiziert in: Munschek, M., Witt, R., Kaltofen, K. et al. Putting conservation gardening into practice. Sci Rep 13, 12671 (2023). https://doi.org/10.1038/s41598-023-39432-8

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Marius Munschek fertigte die Arbeit am Institut für spezielle Botanik und funktionelle Biodiversität in der Arbeitsgruppe von Prof. Alexandra Weigelt und Prof. Christian Wirth an.

Bastian Liese erhielt den Preis für die beste pflanzenwissenschaftliche Master-Arbeit, die an der Universität Bielefeld im Jahr 2023 erstellt wurde, von der Deutschen Botanischen Gesellschaft für die Arbeit:

Effects of microplastics on plant quality traits of Brassica oleracea var. sabauda (Auswirkungen von Mikroplastik auf pflanzliche Qualitätsmerkmale von Brassica oleracea var. sabauda)

Diese Studie zeigt die Bedeutung der Art des Kunststoffs, der Partikelgröße und -konzentration für die Aufnahme und die Auswirkungen von Mikroplastik auf Pflanzeneigenschaften.

Die Verunreinigung von Böden mit Mikroplastik und die daraus resultierenden Auswirkungen auf terrestrische Ökosysteme und Pflanzen sind eine bedeutende Herausforderung des 21. Jahrhunderts.
Daher wurden in dieser Studie die Auswirkungen einer Verunreinigung des Bodensubstrats mit Polyethylen (PE) und Polystyrol (PS) Mikroplastik Partikeln (MP), die sich in Partikelgröße und -konzentration unterschieden, auf verschiedene Pflanzeneigenschaften anhand der Nutzpflanze Brassica oleracea var. sabauda untersucht. Zusätzlich wurden PS-Partikel in B. oleracea var. sabauda-Keimlingen mittels kohärenter Anti-Stokes-Raman-Streuung (CARS) Mikroskopie erfasst.
Kunststofftyp, Partikelgröße und -konzentration zeigten deutliche Auswirkungen auf bestimmte Pflanzeneigenschaften. Die Assimilations- und Transpirationsrate war je nach Kunststofftyp und Größenklasse verschieden. Die Aminosäurezusammensetzung und -konzentration in den Blättern wurde insgesamt nicht beeinflusst, jedoch zeigte sich eine signifikant erhöhte Leucin-Konzentration in MP ausgesetzten Pflanzen. In Schnitten von PS ausgesetzten Keimlingen konnten Partikeln in einem Größenbereich von 0,5 µm bis 2,0 µm in den Zellen des Hypokotyls gefunden werden.
Die Auswirkungen der Exposition von Mikroplastik kann weitreichende Folgen für terrestrische Ökosysteme haben. Die Exposition von B. oleracea var. sabauda gegenüber Mikroplastik zeigte in dieser Studie eine Stressreaktion. Aufgrund der Allgegenwärtigkeit von MP, müssen Auswirkungen weiter erforscht werden, um die Bedeutung für Ökosysteme, die Landwirtschaft und die menschliche Gesundheit bewerten zu können.

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Bastian Liese fertigte die Arbeit an der Fakultät für Biologie der Universität Bielefeld in der Arbeitsgruppe der chemischen Ökologie von Prof. Dr. Caroline Müller an.

Rebecca Schulzke erhielt den Preis für die beste pflanzenwissenschaftliche Master-Arbeit, die an der Philipps-Universität Marburg im Jahr 2023 erstellt wurde, von der Deutschen Botanischen Gesellschaft für die Arbeit:

Die Rolle der ABA-Signalgebung für die Interaktion von Arabidopsis thaliana und Colletotrichum higginsianum

Die im Zuge dieser Arbeit gewonnenen Erkenntnisse zur Interaktion der Modellpflanze Arabidopsis thaliana und dem hemibiotrophen Pilz Colletotrichum higginsianum deuten auf einen möglichen Mechanismus der Unterdrückung früher Abwehrsignale durch das Phytohormon Abscisinsäure (ABA) hin.

Das Phytohormon Abscisinsäure (ABA) wird als Antwort auf abiotische Stressfaktoren wie Kälte, Trockenheit oder osmotischen Stress gebildet. Die Rolle von ABA für die Regulation der Abwehrantwort gegenüber Pathogenen ist noch nicht eindeutig geklärt, da abhängig vom untersuchten Pflanzen-Pathogen-System sowohl negative als auch positive Einflüsse beschrieben wurden. Um die Rolle von ABA bei der pflanzlichen Resistenz besser zu verstehen, wurden Mutanten der Modellpflanze Arabidopsis thaliana, die entweder in der ABA-Produktion oder -Perzeption gestört waren, genutzt und ihre Abwehrantwort auf eine Infektion mit dem hemibiotrophen Pilzpathogen Colletotrichum higginsianum auf verschiedene Weisen charakterisiert.
ABA-defiziente A. thaliana-Mutanten zeigten während der nekrotrophen Besiedlungsphase eine erhöhte Resistenz gegenüber C. higginsianum im Vergleich zum Wildtyp. Da C. higginsianum während der vorangehenden biotrophen Phase sensitiv gegenüber der durch das Phytohormon Salicylsäure (SA) gesteuerten Abwehrantwort ist, wurden zudem die Spiegel an SA und der von ihr abgeleiteten Metabolite per HPLC bestimmt. Der gesteigerten Resistenz der ABA-defizienten Mutanten zum Zeitpunkt 3,5 dpi (Tage nach Infektion) gingen erhöhte Spiegel von SA und seinem Metaboliten 2,3-Dihydroxybenzoesäure (DHBA) während der frühen biotrophen Phase (2 dpi) voraus. Weitere Analysen zum Einfluss von ABA auf die Regulation von Genen des SA-Stoffwechsels deuteten zudem auf eine antagonistische Wechselwirkung zwischen ABA und SA im untersuchten Pathosystem hin, bei der ABA die SA-Antwort während der frühen biotrophen Phase durch die Dämpfung der 2,3-DHBA-Produktion und -Glykosylierung unterdrücken könnte. Ob erhöhte DHBA-Spiegel eine funktionelle Rolle bei der Abwehrantwort spielen oder nur Folgeerscheinungen einer erhöhten SA-Produktion sind, ist jedoch noch nicht ausreichend geklärt und bedarf weiterer Forschungsarbeiten.
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Rebecca Schulzke fertigte die Arbeit an der Philipps-Universität Marburg, Lehrstuhl für Molekulare Pflanzenphysiologie in der Arbeitsgruppe von Herrn Professor Dr. Lars Voll an.

Malwina Pluta erhielt den Preis für die beste pflanzenwissenschaftliche Master-Arbeit, die an der Universität Kiel im Jahr 2023 erstellt wurde, von der Deutschen Botanischen Gesellschaft für die Arbeit:

Quantifizierung von Sekundärmetaboliten in anfälligen und resistenten Quinoa-Linien gegen Falschen Mehltau (Peronospora variabilis) und Entwicklung von molekularen Markern

Diese Studie war Teil eines ersten Versuchs, molekulare Marker zu entwickeln und metabolische Biomarker zu identifizieren, die für das Screening auf Mehltauresistenz bei Quinoa verwendet werden könnten.

Der Falsche Mehltau, der durch den Oomyceten Peronospora variabilis verursacht wird, ist die verheerendste Krankheit bei Quinoa, die den Ertrag dieser Kulturart unter optimalen Klimabedingungen erheblich verringert. In dieser Studie habe ich vier PCR-basierte Marker für den zuvor identifizierten QTL ms5.1 entwickelt, der mit der Resistenz gegen Falschen Mehltau assoziiert ist [1]. Darüber hinaus identifizierte ich eine Gruppe vermutlicher Resistenzgene in der Nähe informativer Marker im Referenzgenom von Quinoa.
Für das zweite Experiment extrahierte ich die Metaboliten aus resistenten und anfälligen Quinoa-Pflanzen mit dem SIMPLEX-Verfahren. Anschließend quantifizierte ich die Metaboliten mit einem Fourier-Transformations-Ionenzyklotronresonanz-Massenspektrometriesystem (FT-ICR-MS) und identifizierte sie anhand der erstellten Metabolitendatenbank. Der Akkumulationstrend mehrerer Metaboliten deutete auf Kandidaten hin, die wahrscheinlich zu einer erhöhten Resistenz gegen Falschen Mehltau beitragen; viele von ihnen gehörten zur Klasse der Phenole und Lipide.
Die Ergebnisse beider Versuche, die noch in Folgeversuchen überprüft werden müssen, haben direkte Auswirkungen auf die Weiterentwicklung der Quinoa-Züchtung.
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[1] Maldonado-Taipe, N., Barbier, F., Schmid, K., Jung, C., & Emrani, N. (2022). High-Density Mapping of Quantitative Trait Loci Controlling Agronomically Important Traits in Quinoa (Chenopodium quinoa Willd.). Frontiers in Plant Science, 13. https://doi.org/10.3389/fpls.2022.916067

Die Arbeit kann bei der Zentralbibliothek der Universität Kiel angesehen werden: https://www.ub.uni-kiel.de/en/ordering-borrowing

Malwina Pluta fertigte die Arbeit am Institut für Pflanzenbau und Pflanzenzüchtung (Leitung: Prof. Dr. Christian Jung) in der Arbeitsgruppe von Dr. Nazgol Emrani an.

Rune Hansen erhielt den Preis für die beste pflanzenwissenschaftliche Master-Arbeit, die an der Universität Kiel im Jahr 2023 erstellt wurde, von der Deutschen Botanischen Gesellschaft für die Arbeit:

Vergleichende RNASeq-Analyse des Aegilops cylindrica - Zymoseptoria tritici Pathosystems in kompatiblen und inkompatiblen Interaktionen

Hansen erstellte anhand von RNASeq Daten erstmals ein de novo Transkriptom Assembly der nahe mit Weizen verwandten Pflanze Aegilops cylindrica während kompatiblen und inkompatiblen Interaktionen mit dem landwirtschaftlich wichtigem Weizenpathogen Zymoseptoria tritici, um eine potenzeille neue Quelle für Resistenzgene zu identifizieren.

Weizen ist eine der wichtigsten Kulturpflanzen für die Ernährung einer wachsenden Weltbevölkerung. Neben dem Klimawandel wird die Kulturpflanze auch stark durch den Erreger Zymoseptoria tritici (Ascomycota) beeinflusst. In dieser Arbeit wurde die Wildpflanze Aegilops cylindrica, die eng mit Weizen verwandt ist, als Wirt verwendet, um kompatible und inkompatible Infektionsversuche mit verschiedenen Z. tritici-Genotypen durchzuführen. Zu verschiedenen Zeitpunkten der Infektion wurden einige Blätter geerntet und ihre RNA isoliert. Mithilfe bioinformatischer Techniken konnte eine de novo-Transkriptom-Zusammenstellung erstellt werden, um nach signifikant unterschiedlich exprimierten Genen zu suchen, die bei den inkompatiblen Interaktionen Resistenz induzieren. Überraschenderweise wurden vor allem in den kompatiblen Interaktionen viele bekannte Resistenzgene (z. B. Leucin Rich Repeat (LRR)-Domänen enthaltende Proteine) sowie Resistenz induzierende Gene (z. B. Pathogenesis-Related (PR)-Gene oder verschiedene Transkriptionsfaktoren) stark exprimiert, ohne in den Pflanzen eine Resistenz zu induzieren. Während der inkompatiblen Interaktion konnten nur wenige Gene gefunden werden, die im Vergleich zu den unbehandelten Pflanzen differenziell exprimiert werden und sich zudem von den exprimierten Genen der kompatiblen Interaktionen unterscheiden. Neben anderen Resistenzgenkandidaten scheint ein Gen, das für ein Lipidtransferprotein kodiert, besonders vielversprechend zu sein. Dieses Gen ist ausschließlich während der kompatiblen Interaktion herunterreguliert. Außerdem konnte ein Transkriptionsfaktor der WRKY-Familie identifiziert werden, der während der kompatiblen Interaktion als Suszeptibilitätsfaktor agieren könnte. Zusammenfassend veranschaulicht diese Arbeit den potentiellen Nutzen von bisher unerschlossenen Wildpflanzen als Quelle für neue landwirtschaftlich wichtige Resistenzgene und bietet eine Grundlage die Auswirkungen von Mutationen in den neu entdeckten Resistenzgenen in gentechnischen Experimenten zu untersuchen.
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Rune Hansen fertigte die Arbeit am Botanischem Institut der CAU in der Arbeitsgruppe von Frau Prof. Dr. Eva Stukenbrock an.

Sabiha Lakehsar erhielt den Preis für die beste pflanzenwissenschaftliche Master-Arbeit, die an der Universität Kassel im Jahr 2023 erstellt wurde, von der Deutschen Botanischen Gesellschaft für die Arbeit:

Genetische Diversität und Klonalität von Vaccinium uliginosum (L.) und Vaccinium oxycoccos (L.) in hessischen Reliktpopulationen

In Hessen seltene Moorpflanzenarten weisen lokal eine extreme genetische Verarmung auf, was das Aussterberisiko aufgrund fehlender Anpassungsfähigkeit zusätzlich erhöht.

Die meisten hessischen Moore und moorähnlichen Habitate weisen schon von Natur aus eine nur geringe Flächenausdehnung auf und liegen räumlich isoliert voneinander, durch die historische Nutzung sind diese Gebiete zusätzlich dezimiert worden. Heutzutage verstärken die Folgen des Klimawandels den Druck auf diese empfindlichen Lebensräume und die an sie gebundenen Arten. Im Rahmen dieser Arbeit wurden populationsgenetische Untersuchungen an zwei in Hessen seltenen Moorpflanzenarten durchgeführt, der lokal stark rückläufigen Moosbeere (Vaccinium oxycoccos) und der in Hessen schon immer nur lokal und selten vorkommenden Rauschbeere (Vaccinium uliginosum). Es konnte gezeigt werden, dass die einzigen nordhessischen Populationen beider Arten fast keine genetische Diversität mehr aufweisen. Die letzte verbliebene Population der Moosbeere im Reinhardswald besteht nur noch aus drei genetisch sehr ähnlichen Klonen, die beiden einzigen Bestände der Rauschbeere bestehen aus einem einzigen bzw. drei eng verwandten Klonen. Durch einen Vergleich dieser Daten mit Ergebnissen aus größeren, vitaleren Populationen in Südniedersachsen und Mittelhessen werden Empfehlungen für konkrete Schutzmaßnahmen in den nordhessischen Reliktpopulationen abgeleitet.

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Sabiha Lakehsar fertigte die Arbeit in der Arbeitsgruppe Botanik von Prof. Dr. Birgit Gemeinholzer unter der Betreuung von Dr. Daniela Guicking an.

Eduard Windenbach erhielt den Preis für die beste pflanzenwissenschaftliche Master-Arbeit, die an der Ludwig-Maximilians-Universität München (LMU) im Jahr 2023 erstellt wurde, von der Deutschen Botanischen Gesellschaft für die Arbeit:

Charakterisierung des Energieflusses über NAD(P)H-Pools im Chloroplasten

Windenbach entwickelte neuartige, elegante Assays, die es nun erlauben die Co-enzymabhängigkeit des Elektronentransfers im Chloroplasten mittels simultaner Reaktion zu bestimmen

Chloroplasten von Arabidopsis thaliana besitzen zwei Malatdehydrogenasen (MDHs), von denen bisher angenommen wurde, dass sie in getrennten diurnalen Phasen agieren. Die MDH-Isoformen nutzen entweder NADPH/NADP+ oder NADH/NAD+ für ihre Reaktion und ermöglichen einen unabhängigen Energiefluss aus den jeweiligen Coenzympools. Windenbach entwickelte einen Enzym-Assay, der eine simultane Aktivitätsmessung der beiden Malatdehydrogenasen ermöglicht. Bei der Messung wurde das Coenzym-Derivat Ti-NADH verwendet, welches bei anderer Wellenlänge als NAD(P)H absorbiert und es ermöglicht die Aktivität der plNAD-MDH und der NADP-MDH gleichzeitig zu bestimmen. Dabei zeigte sich, dass C₃-Pflanzen eine höhere Aktivität für die lichtunabhängige plNAD-MDH aufweisen. Darüber hinaus wurde durch die Verwendung von In-Gel-Assays gezeigt, dass plNAD-MDH in verschiedenen Komplexen vorliegt und nicht nur als Dimer Aktivität zeigt. Alles in allem leistet die Arbeit einen wichtigen Beitrag zu einem besseren Verständnis des Energieflusses über die NAD(P)H-Pools des Chloroplasten und liefert neue Erkenntnisse über eine alternative Rolle der plastiden MDHs.

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Eduard Windenbach fertigte die Arbeit am Lehrstuhl für Biochemie und Physiologie der Pflanzen in der Arbeitsgruppe von Prof. Dr. Hans-Henning Kunz an.

Im Jahr 2024 bewerteten die Repräsentaten der DBG an den Hochschulen Master-Arbeiten aus den Pflanzenwissenschaften und der Botanik. Den Preis für die jeweils beste Master-Arbeit des Jahres erhielten (in alphabetischer Reihenfolge):

Sarah Gabelmann (Rheinland-Pfälzische Technische Universität Kaiserslautern-Landau, RPTU)
Charakterisierung des Kernproteoms in Chlamydomonas reinhardtii mithilfe von TurboID-vermittelter, distanzabhängiger Biotinylierung

Javier García Varo (Karlsruhe Institute of Technology, KIT)
Funktionelle Charakterisierung der Terpen Synthase Zm TPS2 in TBY-2 Zellen

Carolin Goldhardt (Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg)
Untersuchungen zur mitochondrialen Lokalisation des Proteins mTERF21 sowie zu in vivo mit mTERF21 assoziierten RNAs in Arabidopsis thaliana

Marie Hoensbroech (Carl von Ossietzky Universität Oldenburg)
Was hoch geht, muss auch runterkommen? Vertikale Windverbreitung epiphytischer Samen in einem Panamaischen Regenwald

Anne Jaczkowski (Gottfried Wilhelm Leibniz Universität Hannover)
Von einzelnen Schritten bis zu komplexen Stoffwechselwegen – Aufklärung biosynthetischer Prozesse durch heterologe Expression in Nicotiana benthamiana

Vincent Kaltenbach (Universität Münster)
Untersuchung der Familie der Oxidosqualenzyklasen aus Arabidopsis thaliana

Arno Krieger (Universität Bielefeld)
Reduzierung von transgenem Silencing in C. reinhardtii – Analyse der Wechselwirkungen zwischen Silencing-Faktoren mittels Genom-Editierung

Helen Landgraf (Universität Rostock)
Untersuchungen der Auswirkungen der subzellulären Lokalisation von SnRK1 auf die Anthocyanbildung und Hochlicht-Akklimatisierung von Arabidopsis thaliana

Tim Jacob Lange (Goethe Universität Frankfurt)
Analysis of chitosan perception and bioactivity in Arabidopsis guard cells

Tilman Linke (Universität Leipzig)
Entwicklung von Photo-Calorespirometry als neue Methode zur direkten Quantifizierung von photosynthetischen Raten und Effizienzen von Cyanobakterien in Echtzeit

Samuel Nestor Meckoni (TU Braunschweig)
Etablierung von Transformationsmethoden in Utricularia gibba zur Untersuchung ihres Potenzials als biotechnologisches Produktionssystem durch Untersuchung der fallenspezifischen Sekretionsmechanismen

Inês Nunes (Ludwig-Maximilians-Universität München)
Neue Erkenntnisse über die Funktion des Plastid Envelope Ion Channels durch die Untersuchung von PEC1 Gain-of-Function Mutanten

Franziska Obert (Christian-Albrechts-Universität zu Kiel)
Lokalisationsänderung der cytosolischen Malat-Dehydrogenasen in Arabidopsis thaliana unter Einfluss von abiotischem Stress

Robin Pelchen (Universität Hamburg)
Das optimale vertikale Wurzelprofil unter Klimaveränderungen – Ein Modell Ansatz

Julia Retzlaff (Rheinisch-Westfälische Technische Hochschule Aachen)
Ein Ansatz synthetischer Biologie, um die Keimungsfähigkeit von Weizen unter sauerstoffarmen Bedingungen zu erhöhen

Cay Christin Schäfer (Universität Bonn)
Wechselwirkungen zwischen dem Mikronährstoff Bor und dem Pflanzenhormon Auxin auf der Ebene des polaren Auxintransports während der Primärwurzelentwicklung von Mais (Zea mays)

Nina Solia (Universität zu Köln)
Die Rolle von Pseudomonas putida Cip1 in der Pflanzen-Mikroben Interaktion

Moritz Stegner (Universität Innsbruck)
Wie Lagerungsbedingungen die Alterungsmechanismen von Saatgut beeinflussen

Lilith Weissflog (Universität Hohenheim)
Auswirkungen von Lichtzyklus und Luftfeuchte auf Wurzelexsudate und Wasserhaushalt von Mais (Zea mays L.)

Allegra Wundersitz (RWTH Aachen University)
Untersuchung der Rolle langkettiger Acyl-CoA-Ester in der Stabilität des ACBP1‑RAP2.12‑Komplexes

Lilith Weissflog erhielt den Preis für die beste pflanzenwissenschaftliche Master-Arbeit, die an der Universität Hohenheim im Jahr 2024 erstellt wurde, von der Deutschen Botanischen Gesellschaft für die Arbeit:

Auswirkungen von Lichtzyklus und Luftfeuchte auf Wurzelexsudate und Wasserhaushalt von Mais (Zea mays L.)

Eine Berücksichtigung des natürlichen Tagesgangs der relativen Luftfeuchte verstärkte Eintritt und Intensität von Trockenstress bei Mais während der Anzucht in einer Klimakammer.

Der Maisanbau wird von Licht und Wasserverfügbarkeit beeinflusst. Im Feld ändern sich Licht und relative Luftfeuchte im Tagesgang kontinuierlich, aber dieses Phänomen wird in Experimenten in Klimakammern meist nicht berücksichtigt. In dieser Masterarbeit wurden die Auswirkungen (1) des Licht-Tagesgangs auf die Wurzelexsudation und (2) der relativen Luftfeuchte (rH) auf die Intensität des Trockenstresses erforscht.

Hierzu wurden Maispflanzen in Bodensäulen im Klimaschrank für einen Zeitraum von drei Wochen angezogen, und während der letzten 8 Tage einem Trockenstress ausgesetzt. Licht und rH wurden tagsüber entweder konstant gehalten, oder dem natürlichen Tagesgang nachempfunden.

Der Zeitpunkt der Wurzelexsudat-Sammlung beeinflusste die Ausscheidung von Kohlenstoff und gelösten Kohlenhydraten, die bei hoher Lichtintensität zunahmen, während die Exsudation von Phenolen konstant blieb. Ein Tagesgang der rH führte zu früherem und intensiverem Trockenstress verglichen mit konstanter rH, was sich durch frühzeitiges Einrollen der Blätter zeigte. Dieser Effekt war insbesondere bei der rth3-Mutante, welche keine normalen Wurzelhaare ausbilden kann, deutlich ausgeprägt.

Es ist bekannt, dass Feldversuche zu Trockenstress und Versuche in Klimakammern oft keine vergleichbaren Ergebnisse liefern. Die Ergebnisse dieser Masterarbeit zeigen deutlich, dass v.a. der Einfluss des rH-Tagesgangs in künftigen Klimakammer-Studien mehr berücksichtigt werden sollte.

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Lilith Weissflog fertigte die Arbeit am Lehrstuhl für Kulturpflanzenwissenschaften 340e in der Arbeitsgruppe von Prof. Dr. Christian Zörb an.

Inês Nunes erhielt den Preis für die beste pflanzenwissenschaftliche Master-Arbeit, die an der Ludwig-Maximilians-Universität München (LMU) im Jahr 2024 erstellt wurde, von der Deutschen Botanischen Gesellschaft für die Arbeit:

Neue Erkenntnisse über die Funktion des Plastid Envelope Ion Channels durch die Untersuchung von PEC1 Gain-of-Function Mutanten

Nunes analysierte die Auswirkungen einer Gain-of-Function-Mutante des Plastid Envelope Ion Channels (PEC) 1, die möglicherweise Defekte in der Photosynthese und der rRNA-Maturierung mit der Ionenhomöostase des Plastids in Verbindung bringt

Diese Studie untersuchte die Rolle des Plastid Envelope Ion Channels (PEC) 1 durch die Analyse der pPEC1-mV Gain-of-Function-Mutante, wobei der Fokus auf den Veränderungen der Photosynthese und der Ionenhomöostase in Plastiden lag. Die pPEC1-mV Mutante zeigte einen auffälligen vireszenten Phänotyp und eine beeinträchtigte Photosynthese, die mit einer verringerten Expression von photosyntheserelevanten Proteinen in Zusammenhang gebracht werden konnte, wie RNA-Seq- und Immunoblot-Analysen deutlich machten. Ob diese Effekte auf eine veränderte Ionenpermeabilität von PEC1 – möglicherweise durch den Fluoreszenztag beeinflusst – oder auf veränderte PEC1/2-Proteininteraktionen, die die Bildung von Komplexen beeinträchtigen, zurückzuführen sind, bleibt unklar. Durch die Suche nach Suppressoren des vireszenten Phänotyps wurde zudem ein bisher unerforschter Kationenkanal identifiziert, der möglicherweise den in pPEC1-mV beobachteten Phänotyp moduliert und ein vielversprechendes Ziel für zukünftige Studien darstellt. Diese Arbeit liefert wertvolle Einblicke in die Regulation des plastidären Ionenhaushalts und seinen Einfluss auf die Funktion des Chloroplasten.

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Inês Nunes fertigte die Arbeit am Institut für Biologie der LMU München in der Arbeitsgruppe von Prof. Dr. Hans-Henning Kunz an

Julia Retzlaff erhielt den Preis für die beste pflanzenwissenschaftliche Master-Arbeit, die an der Rheinisch-Westfälische Technische Hochschule Aachen im Jahr 2024 erstellt wurde, von der Deutschen Botanischen Gesellschaft für die Arbeit:

Ein Ansatz synthetischer Biologie, um die Keimungsfähigkeit von Weizen unter sauerstoffarmen Bedingungen zu erhöhen

Kann Weizen unter Wasser keimen? Mit neuen Ansätzen aus der synthetischen Biologie haben wir einen Weg gefunden, die Keimfähigkeit von Weizen in sauerstoffarmen Bedingungen zu verbessern.

Da der Klimawandel die Häufigkeit und Dauer von Überflutungen erhöht, steht die Landwirtschaft vor neuen Herausforderungen. Es entsteht daher ein dringender Bedarf an widerstandsfähigen Nutzpflanzen, die auch in kritischen Phasen wie der Keimung unter widrigen Bedingungen gedeihen können. Um die Keimung von Weizensamen unter Sauerstoffmangel zu verbessern, wurden zwei innovative Ansätze aus der synthetischen Biologie entwickelt: Durch gezielte genetische Modifikationen wurden Weizenlinien erzeugt, die die Keimung auch unter sauerstoffarmen Bedingungen einleiten können.

Wir kombinierten DNA-Sequenzen aus dem Reis- und Weizengenom, um genetische Schaltkreise zu entwickeln, die sich unter sauerstoffarmen Bedingungen aktivieren und Entwicklungsprozesse wie die Keimung regulieren sollen. Diese DNA-Konstrukte wurden durch transiente Transformation in Protoplasten sowie in stabilen transgenen Linien getestet. Unsere Ergebnisse deuten darauf hin, dass dieser Ansatz eine vielversprechende Strategie zur Verbesserung der Keimung von Getreide unter Überflutungsbedingungen darstellt.

Unsere Ergebnisse liefern wertvolle Einblicke in die genetischen und biochemischen Mechanismen, die bei der Keimung unter hypoxischen Bedingungen eine Rolle spielen. Unsere Arbeit trägt zum Verständnis grundlegender Mechanismen für die Entwicklung klimaresilienter Weizensorten bei und bietet eine Grundlage für zukünftige Züchtungsstrategien, die darauf abzielen, die Landwirtschaft widerstandsfähiger gegenüber den Auswirkungen des Klimawandels zu machen.

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Julia Retzlaff fertigte die Arbeit am Lehrstuhl für Biologie an der Universität Oxford in der Arbeitsgruppe von Prof. Dr. Francesco Licausi an.
 

Allegra Wundersitz erhielt den Preis für die beste pflanzenwissenschaftliche Master-Arbeit, die an der RWTH Aachen University im Jahr 2024 erstellt wurde, von der Deutschen Botanischen Gesellschaft für die Arbeit:

Untersuchung der Rolle langkettiger Acyl-CoA-Ester in der Stabilität des ACBP1‑RAP2.12‑Komplexes

Wundersitz untersuchte, wie langkettige Acyl‑Coenzym A (CoA)-Ester den Transkriptionsfaktor RAP2.12 von ACBP1 ablösen und gewann neue Einblicke in die pflanzliche Sauerstoffwahrnehmung und Acyl‑CoA-vermittelte Signalweiterleitung.

Langkettige Acyl-Coenzym A (CoA)-Ester sind wichtige Signalmoleküle, die in Pflanzen die hypoxische Stressreaktion initiieren, indem sie den Transkriptionsfaktor RAP2.12 von ACBP1 an der Plasmamembran ablösen. Diese Arbeit untersucht den molekularen Mechanismus dieser Acyl-CoA-vermittelten Proteinablösung durch in silico-, in vivo- und in vitro-Methoden. Protein-Protein Interaktionsassays zeigen, dass RAP2.12 an die Acyl-CoA-Bindedomäne von ACBP1 bindet. Molekulardynamik‑Simulationen deuten darauf hin, dass ungesättigte Acyl-CoAs die RAP2.12-Bindestelle blockieren könnten und so die Ablösung ermöglichen. Außerdem wurde eine ACBP1-Mutante mit reduzierter Acyl-CoA-Affinität mittels gezielter Punktmutationen generiert, um die Bedeutung der ACBP1-Acyl-CoA-Interaktion in der Signalweiterleitung weiter zu erforschen. Vorläufige Messungen zeigen eine verringerte Bindungsaffinität, was diese Mutante zu einem nützlichen Werkzeug für kommende Experimente macht. Insgesamt legt diese Arbeit einen Grundstein für ein tieferes Verständnis der Acyl‑CoA-vermittelten Signalweiterleitung und könnte langfristig zur Entwicklung neuer Strategien zur Verbesserung der Stressresistenz in Pflanzen beitragen.

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Allegra Wundersitz fertigte die Arbeit am Institut für Biologie I, Molekulare Ökologie der Rhizosphäre in der Arbeitsgruppe von Prof. Dr. Joost T. van Dongen an.

Anne Jaczkowski erhielt den Preis für die beste pflanzenwissenschaftliche Master-Arbeit, die an der Gottfried Wilhelm Leibniz Universität Hannover im Jahr 2024 erstellt wurde, von der Deutschen Botanischen Gesellschaft für die Arbeit:

Von einzelnen Schritten bis zu komplexen Stoffwechselwegen – Aufklärung biosynthetischer Prozesse durch heterologe Expression in Nicotiana benthamiana

Diese Masterarbeit kombiniert komplexe bioinformatische und biotechnologische Methoden mit dem Ziel, die Aufklärung sowie die heterologe Rekonstruktion der Biosynthese spezialisierter pflanzlicher Naturstoffe zu optimieren - ein Vorhaben von großer wissenschaftlicher Relevanz für die biotechnologische Produktion pflanzlicher Wirkstoffe.

Pflanzliche Naturstoffe sind aufgrund ihrer vielfältigen biologischen Aktivität und somit potenziellen Anwendung in Bereichen wie Medizin, Lebensmittelindustrie und Landwirtschaft von großer Bedeutung für den Menschen. Jedoch ergeben sich für die biotechnologische Produktion von pflanzlichen Wirkstoffen zwei zentrale Herausforderungen: die Aufklärung ihrer Biosynthese sowie deren Nachbildung in einem geeigneten Produktionsorganismus. Dabei erweist sich bereits die Entschlüsselung einzelner Biosyntheseschritte oft als äußert komplex, vergleichbar mit der Suche nach der Nadel im Heuhaufen. Um den Aufwand des Screenings potenzieller Genkandidaten durch eine gezielte Vorauswahl effektiv zu reduzieren, kommen in dieser Masterarbeit komplexe bioinformatische Methoden wie Orthogruppen- und Phylogenie-Analysen zum Einsatz. Konkret wird dies am Beispiel der Synthese bestimmter Substanzen aus Lauchgewächsen demonstriert, deren Abbauprodukte für den charakteristischen Geruch und Geschmack dieser Pflanzen verantwortlich sind.

Des Weiteren beschäftigt sich diese Masterarbeit mit der Frage, wie die Rekonstruktion komplexer, mehrschrittiger Biosynthesewege in der heterologen Screening- und Produktionspflanze Nicotiana benthamiana verbessert werden kann. Zu diesem Zweck wurde die Methode des Modular Clonings (MoClo) eingesetzt, um die Übertragung mehrerer Syntheseschritte zu bündeln. Dies kann in Zukunft nicht nur die Aufklärung nachfolgender Biosyntheseschritte erleichtern, sondern langfristig auch zu einer effizienteren biotechnologischen Produktion von pflanzlichen Wirkstoffen beitragen. In diesem Kontext wurde die heterologe Biosynthese von Quassinoiden – komplexen Naturstoffen mit potenziellen Anwendungen als Arzneimittel oder Pflanzenschutzmittel – exemplarisch behandelt.

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Anne Jaczkowski fertigte die Arbeit am Institut für Botanik in der Arbeitsgruppe von Prof. Dr. Jakob Franke an.

Moritz Stegner erhielt den Preis für die beste pflanzenwissenschaftliche Master-Arbeit, die an der Universität Innsbruck im Jahr 2024 erstellt wurde, von der Deutschen Botanischen Gesellschaft für die Arbeit:

Wie Lagerungsbedingungen die Alterungsmechanismen von Saatgut beeinflussen

Stegner untersuchte, wie sich vier verschiedene Lagerungsbedingungen auf die Alterungsmechanismen von Samen auswirken, an denen reaktive Sauerstoffspezies (ROS) beteiligt sind, und wie die Viskosität des Zytoplasmas und die molekulare Mobilität die Samenalterung bei fünf verschiendenen Nutzpflanzen beeinflussen.

Die Alterung von Samen wird maßgeblich durch die Wirkung von reaktiven Sauerstoffspezies (ROS) und Lagerungsbedingungen wie Temperatur und Luftfeuchtigkeit beeinflusst. In dieser Arbeit wurden die Samen von fünf Pflanzenarten (Allium cepa, Daucus carota, Lactuca sativa var. crispa, Cucumis sativus und Raphanus sativus var. Sativus) unter kontrollierten Lagerbedingungen untersucht: kalt/trocken (4°C / 37% r.F.), raumtemperiert/trocken (22°C / 37% r.F.) und warm (45°C) unter trockenen (40-20% r.F.) oder feuchten (95% r.F.) Bedingungen. Die Keimfähigkeit und Vitalität der Samen wurde durch Keimungstests bewertet, während Tocochromanole und Lipidperoxidationsmarker mittels HPLC und LC-MS/MS analysiert wurden. Es zeigte sich, dass höhere Temperaturen und Luftfeuchtigkeit die Samenalterung beschleunigten und dass Tocochromanole als Schutzmechanismus gegen oxidative Schäden während der Alterung abgebaut wurden. Besonders auffällig war, dass die Lipidperoxidation vor allem bei niedriger cytoplasmatischer Viskosität auftrat. Diese Ergebnisse sind wertvoll für ein besseres Verständnis der Samenlagerung und –haltbarkeit unter verschiedenen Umweltbedingungen.

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Moritz Stegner fertigte die Arbeit am Institut für Botanik in der Arbeitsgruppe von Ilse Kranner an.

Nina Solia erhielt den Preis für die beste pflanzenwissenschaftliche Master-Arbeit, die an der Universität zu Köln im Jahr 2024 erstellt wurde, von der Deutschen Botanischen Gesellschaft für die Arbeit:

Die Rolle von Pseudomonas putida Cip1 in der Pflanzen-Mikroben Interaktion

Ein Proteaseinhibitor, der an der äußeren Bakterienmembran lokalisiert ist, könnte an der Besiedlung von Maiswurzeln durch ein pflanzenwachstumsförderndes Rhizobakterium beteiligt sein. 

In Pseudomonas putida, einem pflanzenwachstumsfördernden Bakterium, das Maiswurzeln kolonisiert, wurde der Chagasin-ähnliche Inhibitor Cip1 identifiziert, der nachweislich apoplastische Papain-ähnliche Cysteinproteasen (PLCPs) hemmt. Ziel dieser Masterarbeit war es, die zelluläre Lokalisierung von Cip1 in P. putida und seine mögliche Rolle in der Wurzelkolonisierung zu untersuchen. Zunächst wurde ein in planta Kolonierungstest für Mais entwickelt, um die Wurzel-Kolonisierung durch die P. putida Bakterien zu untersuchen, denen Cip1 fehlt. Unsere Ergebnisse zeigen, dass P. putida Δcip1 innerhalb von sechs Tagen die Wurzelcortex genauso effektiv kolonisiert wie der Wildtyp, was darauf hindeutet, dass Cip1 für die epiphytische Kolonisierung von Maiswurzeln nicht erforderlich ist. Zweitens haben wir erfolgreich Fluorescenz-markierte P. putida Stämme mit einer genomisch integrierten sfgfp Sequenz erzeugt, die für weitere Kolonisierungsstudien verwendet werden können. Schließlich haben unsere Lokalisierungsexperimente mit Hilfe von Zellfraktionierung und  Fluoreszenzmikroskopie gezeigt, dass Cip1 an der äußeren Bakterienmembran lokalisiert ist. Diese Ergebnisse führen zu der Hypothese, dass Cip1 bei endophytischen Besiedlung die Freisetzung von Mikroben-assoziierten molekularen Mustern von der bakteriellen Zelloberfläche durch Hemmung von PLCPs verhindern könnte. Das Verständnis der Rolle von Cip1 in Pflanzenbesiedlung könnte einen Einblick in die Strategien geben, die nützliche Mikroben bei der Besiedlung von Pflanzen anwenden. Diese Verständnis könnte bei der Anwendung von nützlichen Mikroben für den Pflanzenschutz nützlich sein.

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Nina Solia fertigte die Arbeit am Institut für Pflanzenwissenschaften in der Arbeitsgruppe von Prof. Dr. Gunther Döhlemann an.

Javier García Varo erhielt den Preis für die beste pflanzenwissenschaftliche Master-Arbeit, die an der Karlsruhe Institute of Technology, KIT, im Jahr 2024 erstellt wurde, von der Deutschen Botanischen Gesellschaft für die Arbeit:

Funktionelle Charakterisierung der Terpen Synthase Zm TPS2 in TBY-2 Zellen

In dieser Arbeit wurde die potenzielle Rolle der Stromulierung im pflanzlichen Sekundärstoffwechsel anhand des Terpenbiosyntheseweges in der Tabakzellkultur BY-2 als Modelorganismus untersucht.

Metabolischer Crosstalk zwischen zellulären Kompartimenten ermöglicht es den Zellen Signale zu integrieren und Stoffwechselprodukte sowohl zu produzieren als auch auszutauschen, um die Aufrechterhaltung der Zelle zu gewährleisten. 

Um zu untersuchen ob Stromuli im Terpenstoffwechsel als Stoffwechselkanäle zwischen Kompartimente fungieren könnten wurde versucht, transgene Zelllinien zu generieren, die fluoreszenzmarkierte Varianten der Terpensynthase ZmTPS2 in BY-2 Zellen überexprimieren. Zusätzlich wurde die subzelluläre Lokalisation der Terpenvorstufen mittels qualitativer und quantitativer Kolokalisationsstudien von synthetischen, Fluoreszenzanaloga und Zellorganellfarbstoffen oder Fluoreszenzmarker analysiert.

Das Transgen wurde erfolgreich in das Genom von TBY-2 integriert, zeigte allerdings keine transkriptionelle Aktivität, so dass mikroskopische Analysen nicht möglich waren. Die Kolokalisationsstudien zeigten, eine starke Überlappung der Analoga in lipophilen Umgebungen wie Lipidtröpfchen. Im ER wurde eine schwache Überlappung beobachtet, die sich nach Behandlung mit Brefeldin A, einem Inhibitor des Proteintransport zwischen ER und Golgi-Apparat, veränderte. Eine Kolokalisation mit Peroxisomen wurde nicht festgestellt. Bewegungsanalysen der fluoreszierenden Analoga zeigten, dass die Moleküle sich unabhängig von der  Myosin-Aktin-Bewegung translozieren. Außerdem wurde eine Veränderung der Stromulierungsrate beobachtet, sobald der MEP-Stoffwechselweg durch Inhibitoren gehemmt wurde.

Diese Arbeit zeigt die einen Zusammenhang zwischen Stoffwechselprozessen und der Form der Organellen und gibt neue Hinweise auf mögliche funktionelle Aspekte der Stromulation.

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Javier García Varo fertigte die Arbeit am Karlsruhe Institute of Technology am Joseph Gottlieb Kölreuter Institut für Pflanzenwissenschaften in der Arbeitsgruppe von Prof. Dr. Peter Nick an.

Sarah Gabelmann erhielt den Preis für die beste pflanzenwissenschaftliche Master-Arbeit, die an der Rheinland-Pfälzische Technische Universität Kaiserslautern-Landau im Jahr 2024 erstellt wurde, von der Deutschen Botanischen Gesellschaft für die Arbeit:

Charakterisierung des Kernproteoms in Chlamydomonas reinhardtii mithilfe von TurboID-vermittelter, distanzabhängiger Biotinylierung

Erstmals wurde das Kernproteom der Grünalge Chlamydomonas reinhardtii unter verschiedenen Bedingungen mittels Proximity labeling charakterisiert, was zur Identifizierung von Proteinen führte, die potenziell an der Stressantwort auf erhöhte H₂O₂-Produktion beteiligt sind.

Kernproteine wie Transkriptionsfaktoren und andere Transkriptionsregulatoren spielen eine wesentliche Rolle in der Regulierung der Genexpression, einem komplexen Prozess, der die Aktivitäten der Zelle steuert und ihr so die Anpassung an äußere Reize und Stressbedingungen ermöglicht. Um die Proteinzusammensetzung des Zellkerns unter verschiedenen Bedingungen zu analysieren, wurde eine Proximity labeling-Methode eingesetzt, die erst vor kurzem in Chlamydomonas reinhardtii etabliert wurde. Diese Methode nutzt TurboID, eine Variante der Biotinligase BirA aus Escherichia coli, um Biotin zu aktivieren, das sich dann kovalent an die Amine nahegelegener Proteine anlagert und so die Erfassung von Protein–Protein-Interaktionen und die Kartierung von Proteomen in der lebenden Zelle ermöglicht. Konstrukte zur Produktion von TurboID im Zellkern und als Kontrolle im Zytosol wurden in C. reinhardtii transformiert. Nachdem die Funktionalität von TurboID in den zwei Kompartimenten durch Immunoblot-Analyse verifiziert wurde, wurden Experimente zur in vivo Biotinylierung mit zugeführtem Biotin durchgeführt. Durch Analyse mittels Massenspektrometrie konnten insgesamt 852, 1.160 und 835 Proteine identifiziert werden, die unter Dauerlicht, Hitzestress und erhöhter H₂O₂-Produktion, ausgelöst durch eine Behandlung mit Paraquat, signifikant im Zellkern angereichert waren. Des Weiteren wurden durch den Vergleich der Paraquat-Behandlung mit der Kontroll-Dauerlichtbedingung 20 signifikant angereicherte Proteine im Zellkern unter erhöhter H₂O₂-Produktion gefunden. Diese Proteine könnten an der Antwort auf oxidativen Stress beteiligt sein, allerdings sind weitere Analysen erforderlich, um ihre Rolle im Zellkern zu bestimmen.

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Sarah Gabelmann fertigte die Arbeit im Fachbereich Biologie in der Arbeitsgruppe Molekulare Biotechnologie und Systembiologie von Prof. Dr. Michael Schroda an.

Franziska Obert erhielt den Preis für die beste pflanzenwissenschaftliche Master-Arbeit, die an der Christian-Albrechts-Universität zu Kiel im Jahr 2024 erstellt wurde, von der Deutschen Botanischen Gesellschaft für die Arbeit:

Lokalisationsänderung der cytosolischen Malat-Dehydrogenasen in Arabidopsis thaliana unter Einfluss von abiotischem Stress

Die cytosolischen Malat-Dehydrogenasen von Arabidopsis thaliana erfahren bei Redox-Stress eine Translokation in den Zellkern, wo sie eine moonlighting-Funktion ausüben und so Einfluss auf die Regulation des Redox-Zustands der Zelle nehmen können.

Malat-Dehydrogenasen sind insbesondere für die Katalyse der reversiblen Umwandlung von L-Malat zu Oxalacetat bekannt, wobei die aktuelle Forschung darauf hinweist, dass diese Enzyme auch moonlighting-Funktionen im Zellkern übernehmen können.

In dieser Arbeit wurden Plasmide erstellt, mittels derer Fusionsproteine der drei cytosolischen Malat-Dehydrogenasen und einem Fluorophor in Protoplasten von A. thaliana exprimiert werden konnten. Dies erlaubte die Bestimmung der subzellulären Lokalisation der jeweiligen Enzyme mittels Fluoreszenz-mikroskopischer Aufnahmen sowie die Beobachtung der Translokation unter dem Einfluss von abiotischem Stress, welcher durch die Behandlung mit redox-wirksamen Chemikalien ausgelöst wurde. Um zu testen, ob eine moonlighting-Funktion in der Interaktion mit dem Transkriptionsfaktor SOG1 besteht, wurden Experimente mittels bimolekularer Fluoreszenz-Komplementation durchgeführt.

So konnte gezeigt werden, dass die cytosolischen Malat-Dehydrogenasen von A. thaliana unter Normalbedingungen im Cytosol lokalisiert sind und unter dem Einfluss verschiedener redox-wirksamer Chemikalien eine Translokation in den Zellkern erfahren. Darüber hinaus konnte erstmals auch eine Interaktion der cytosolischen Malat-Dehydrogenase 2 mit dem Transkriptionsfaktor SOG1 im Zellkern nachgewiesen werden, welcher eine wichtige Funktion bei der Antwort der Zelle auf Stress übernimmt und z.B. die DNA-Reparatur oder apoptotische Prozesse einleitet. Die Ergebnisse sprechen dafür, dass die cytosolischen Malat-Dehydrogenasen als Sensoren für die Wahrnehmung von Schwankungen der Redox-Homöostase in Pflanzen dienen. Eine entscheidende Rolle spielen dabei vermutlich konservierte Cystein-Reste der cytosolischen Malat-Dehydrogenasen, die in Abhängigkeit des Redox-Zustands der Zelle unterschiedliche posttranslationale Modifikationen erfahren können.

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Franziska Obert fertigte die Arbeit am Botanischen Institut der Christian-Albrechts-Universität zu Kiel in der Arbeitsgruppe von Prof. Dr. Jennifer Selinski an.

Helen Landgraf erhielt den Preis für die beste pflanzenwissenschaftliche Master-Arbeit, die an der Universität Rostock im Jahr 2024 erstellt wurde, von der Deutschen Botanischen Gesellschaft für die Arbeit:

Untersuchungen der Auswirkungen der subzellulären Lokalisation von SnRK1 auf die Anthocyanbildung und Hochlicht-Akklimatisierung von Arabidopsis thaliana

Die differentielle Lokalisation der SnRK1 - einer essenziellen Proteinkinase für die Regulation der Energiehomöostase, zwischen Zellkern und Cytosol - wirkt sich auf Reaktionen des Primär- und Sekundärmetabolismus aus und nimmt so Einfluss auf Entwicklung und Wachstum.

Die Aufrechterhaltung der Energiehomöostase in Pflanzen während des Wachstums sowie unter sich verändernden Umweltbedingungen wird durch eine hoch-konservierte Proteinkinase, der Sucrose Non-Fermenting-1-related Proteinkinase (SnRK1), ermöglicht. Unter Stressbedingungen findet mit Hilfe der SnRK1 eine Mobilisierung von alternativen Energiequellen durch die post-translationale und transkriptionelle Regulation kataboler und anaboler Reaktionen statt. Ein Schlüssel der Wirkung der SnRK1 ist die veränderliche Lokalisierung zwischen Zellkern und dem Cytoplasma. Mit Hilfe von physiologischen und molekularbiologischen Untersuchungen, wie qPCR, Gaschromatographie- und LC-MS/MS-Analysen, konnte bei Mutanten von Arabidopsis thaliana, die die Kinase nur in einem dieser Kompartimente anreicherten, Auswirkungen auf stoffwechsel- und wachstumsspezifische Parameter festgestellt werden. Beispielsweise wirkte sich die exklusive Lokalisation der SnRK1 im Zellkern positiv auf das Wachstum aus. Die Ergebnisse dieser Arbeit weisen auf die essentielle Rolle der Lokalisation der SnRK1 für die Regulation des Primär- und Sekundärstoffwechsels unter Akklimatisierungs-relevanten Bedingungen hin, die zukünftig in landwirtschaftlich bedeutenden Anbaupflanzen von ökonomischer Relevanz sein werden.

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Helen Landgraf fertigte die Arbeit am Institut für Biowissenschaften in der Pflanzlichen Stoffwechselphysiologie in der Arbeitsgruppe von Jun.-Prof. Dr. Andreas S. Richter an.

Cay Christin Schäfer erhielt den Preis für die beste pflanzenwissenschaftliche Master-Arbeit, die an der Universität Bonn im Jahr 2024 erstellt wurde, von der Deutschen Botanischen Gesellschaft für die Arbeit:

Wechselwirkungen zwischen dem Mikronährstoff Bor und dem Pflanzenhormon Auxin auf der Ebene des polaren Auxintransports während der Primärwurzelentwicklung von Mais (Zea mays)

Unter Bormangel ist die polare Lokalisation des Auxintransportproteins PINFORMED1a in der Maiswurzel gestört. Somit konnte Schäfer aufgedecken, dass der Auxintransport ein wichtiger Regulator für das Wachstum von Pflanzen unter Bormangel ist. Diese Arbeit bestärkt die Hypothese, dass eine Wechselwirkung zwischen Bor und Auxin auf Ebene des polaren Auxintransports in der Primärwurzel von Mais besteht, wodurch Auxin zu einem wichtigen Regulator für das Wachstum von Pflanzen unter Bormangel in Pflanzen wird.

Für ein optimales Pflanzenwachstum werden alle essentiellen Nährstoffe in ausreichenden Mengen benötigt. Der Mikronährstoff Bor ist einer dieser Nährstoffe und wird in Form von Borsäure über die Wurzeln von den Pflanzen aufgenommen. Weltweit herrscht in vielen Böden Bormangel, wodurch es zu Ertrags- und Qualitätseinbußen kommt. Um diesen negativen Effekten gezielt entgegenzuwirken, ist es unerlässlich, dass die Rolle von Bor in den Pflanzen verstanden wird. Zum einen trägt Bor in Pflanzen zu der Stabilisierung der Zellwand bei. Desweiteren werden zellwandunabhängige Funktionen von Bor vermutet, zum Beispiel Wechselwirkungen mit Pflanzenhormonen wie Auxin. Solche Wechselwirkungen zwischen Bor und Auxin wurden in dieser Masterarbeit in der Nutzpflanze Mais untersucht. Dazu wurden Keimlingsstudien an Mais durchgeführt, zum einen mit einer Maisvariante, bei der der Auxintransport gestört ist (Zmbarren inflorescence2). Zusätzlich wurde Naphthylphthalaminsäure (NPA), eine Chemikalie, die den Auxintransport hemmt, eingesetzt. Desweiteren wurden zelluläre Analysen durchgeführt, um die Lokalisation des Auxin-Efflux-Transporters ZmPINFORMED1a (ZmPIN1a) in der Primärwurzel von Maiskeimlingen unter Bormangel mittels konfokaler Laser-Scanning-Mikroskopie genauer zu analysieren. Für alle Ansätze wurden die Keimlinge in verschiedenen Borbedingungen herangezogen. Diese Ansätze tragen dazu bei, eine potentielle Wechselwirkung von Bor und Auxin auf der Ebene des polaren Auxintransports aufzudecken und somit die Rolle, die Bor innerhalb der Pflanze spielt, weiter zu charakterisieren. Sowohl der Mutanten-Ansatz als auch der chemische Ansatz lieferten keine experimentellen Beweise für Wechselwirkungen zwischen dem Bor- und Auxintransport während der Primärwurzelentwicklung in Maiskeimlingen. Es konnte jedoch gezeigt werden, dass Bormangel zu einer veränderten Lokalisation des Auxin-Efflux-Transporters ZmPIN1a:YFP führt, wodurch der polare Auxintransport und damit die Etablierung von Auxingradienten möglicherweise gestört wird. Die Ergebnisse der Arbeit bestätigen, dass Wechselwirkungen zwischen Bor und Auxin eine Rolle in der Wurzelentwicklung von Mais spielen. Weiterführende Experimente sollten klären, ob die Delokalisierung des Auxin-Efflux-Transporters unabhängig von Zellwanddefekten auftritt.

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Cay Christin Schäfer fertigte die Arbeit am Institut / Lehrstuhl Institut für Nutzpflanzen und Ressourcenschutz unter der Federführung von Dr. Michaela Matthes an, in der Arbeitsgruppe von Prof. Frank Hochholdinger.

Tim Jacob Lange erhielt den Preis für die beste pflanzenwissenschaftliche Master-Arbeit, die an der Goethe Universität Frankfurt im Jahr 2024 erstellt wurde, von der Deutschen Botanischen Gesellschaft für die Arbeit:

Analysis of chitosan perception and bioactivity in Arabidopsis guard cells

Chitosanbehandlungen können Pflanzen robuster gegenüber Trockenheit und Krankheitserregern machen. Wie genau pflanzliche Rezeptoren diese Chitosane erkennen, wurde in dieser Arbeit genauer untersucht.

Chitosane sind Chitin-verwandte Biopolymere, welche in den Zellwänden von einigen pflanzlichen Krankheitserregern zu finden sind. Werden Pflanzen mit Chitosan behandelt, sind sie weniger anfällig gegenüber Trockenstress und Krankheiten. Dennoch war weitgehend unbekannt, wie pflanzlichen Rezeptoren das Chitosan erkennen, um diese Schutzfunktionen in der Pflanze auszulösen.

In dieser Arbeit wurden neun verschiedene Chitosane auf ihre Fähigkeit getestet, Rezeptorkomplexe zwischen potenziellen Chitosanrezeptoren in der Acker-Schmalwand (Arabidopsis thaliana) hervorzurufen und zu aktivieren. Dafür wurde ein Split-Luciferase System in Protoplasten etabliert, um die Bildung von Rezeptorkomplexen in Echtzeit zu verfolgen. Um die Bioaktivität der verschiedenen Chitosane festzustellen, wurden die Chitosane an Schließzellen getestet. Die Unterschiedlichen Bioaktivitäten der Chitosane konnten somit auf Rezeptorebne nachvollzogen werden.

Die durch diese Arbeit erhaltenen Erkenntnisse erweitern somit nicht nur das Verständnis darüber, wie unterschiedliche Chitosane von Pflanzen erkannt werden, sondern ermöglichen es, Chitosan gezielter, entsprechend ihrer biologischen Aktivität, einzusetzen.

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Tim Jacob Lange fertigte die Arbeit am Institut für Molekulare Biowissenschaften in der Arbeitsgruppe von Prof. Dr. Maik Böhmer an.

Tilman Linke erhielt den Preis für die beste pflanzenwissenschaftliche Master-Arbeit, die an der Universität Leipzig im Jahr 2024 erstellt wurde, von der Deutschen Botanischen Gesellschaft für die Arbeit:

Entwicklung von Photo-Calorespirometry als neue Methode zur direkten Quantifizierung von photosynthetischen Raten und Effizienzen von Cyanobakterien in Echtzeit

Die neuartige Methode der Photo-Kalorespirometrie wurde entwickelt und erstmals auf Cyanobakterien angewendet, wobei Synechocystis sp. PCC 6803 als Modellorganismus diente, um photosynthetische Raten und Effizienzen direkt in Echtzeit auf Energieebene zu quantifizieren.

Die Photosynthese stellt ein natürliches Phänomen dar, das von Phototrophen wie Pflanzen, Mikroalgen oder Cyanobakterien durchgeführt wird. Angesichts der Klimakrise rückt die Nutzung von Phototrophen zur Erzeugung erneuerbarer Energieträger (z. B. Wasserstoff) in photo-biotechnologischen Verfahren zunehmend in den Fokus, da sie Lichtenergie in chemische Energie umwandeln. Die Effizienz dieser Umwandlung von Licht in chemische Energie (PE) ist äußerst dynamisch und hängt von einer Vielzahl wechselnder Umweltbedingungen (z. B. Licht- und Substratverfügbarkeit, Temperatur usw.) sowie von intrazellulären metabolischen Anpassungsmechanismen ab, die erforderlich sind, um die physiologischen Anforderungen bei schwankender Lichtverfügbarkeit auszugleichen. Die derzeit verfügbaren Techniken messen PE jedoch nur indirekt, mit schlechter zeitlicher Auflösung oder ohne Berücksichtigung des gesamten Photosyntheseprozesses. Zu diesem Zweck wurde die Photokalorespirometrie (Photo-CR) entwickelt, um die photosynthetisch fixierte Energie (P_PS) direkt als Wärme zu messen. Photo-CR kombiniert Kalorimetrie mit der gleichzeitigen Echtzeitüberwachung der photosynthetischen Sauerstoffproduktionsrate (r_O2). In dieser Arbeit wurde Photo-CR erstmals für das Modell-Cyanobakterium Synechocystis sp. PCC 6803 etabliert und validiert. Der experimentelle Aufbau von Photo-CR wurde weiter optimiert, um die Genauigkeit der thermokinetischen Daten zu verbessern, die Durchführung der Messungen zu erleichtern und Fehlerquellen zu minimieren. Nach diesen Anpassungen wurde eine maximale fixierte Lichtenergieleistung von 26.4 kJ/gZTG, und P^max/_PS = 5.2 W/g_CDW  erreicht. Die PE wurde unter wechselnden Lichtintensitäten analysiert, wobei ein Maximum von etwa 2,3 % und eine halbmaximale PE bei 360 µmol_Photons/m²*s erzielt wurden. Darüber hinaus legten die Ergebnisse photo-protektive Mechanismen als Reaktion auf hohe Lichtenergieeinträge nahe. Eine starke Korrelation zwischen Kalorimetrie und Respirometrie wurde mit einem oxykalorischen Äquivalent von 488.5 ± 0.3 kJ/mol_O2 beobachtet, was weitere Einblicke in mögliche Nebenreaktionen mit zusätzlichem Energieaufwand bei Sauerstoffverbrauch (z. B. Mehler-Reaktion, Photorespiration) lieferte. Zudem wurde der Einfluss von verschiedenen Stickstoffquellen mit unterschiedlichen Oxidationsstufen auf die photosynthetische Leistung von Synechocystis unter Starklicht- und Schwachlicht-Bedingungen untersucht. Die Photo-CR-Analyse zeigte positve Auswirkungen von Nitrat als zusätzliche Elektronensenke unter Starklicht-Bedingungen. Dies deutet darauf hin, dass überschüssige Lichtenergie die Photosynthese hemmen und Elektronensenken dies verhindern können, indem sie photosynthetisch erzeugte Elektronen aufnehmen. Zusammengefasst offenbarte diese Masterarbeit Photo-CR als eine nicht-invasive, ganzheitliche, schnelle und vielseitige Technik. Photo-CR kann angewendet werden um die effizientesten aquatischen, oxygenen Phototrophen zu identifizieren, optimierte Parameter zur Verbesserung der Photosyntheseleistung zu ermitteln und unser Verständnis der zugrunde liegenden metabolischen Regulationsmechanismen während der Photosynthese zu erweitern.

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Tilman Linke fertigte die Arbeit am Helmholtz Zentrum für Umweltforschung (UFZ) in den Arbeitsgruppen Prof. Dr. Thomas Maskow und Prof. Dr. Andreas Schmid an.

Arno Krieger erhielt den Preis für die beste pflanzenwissenschaftliche Master-Arbeit, die an der Universität Bielefeld im Jahr 2024 erstellt wurde, von der Deutschen Botanischen Gesellschaft für die Arbeit:

Reduzierung von transgenem Silencing in C. reinhardtii – Analyse der Wechselwirkungen zwischen Silencing-Faktoren mittels Genom-Editierung

Krieger hat mithilfe von CRISPR/Cas9-vermittelter Genomeditierung eine Reihe von C. reinhardtii Stämmen generiert, die jeweils unterschiedliche Kombinationen an Knock-out-Mutationen tragen, mit dem Ziel die Funktion verschiedener Silencing-Faktoren und mögliche Synergismen zwischen den Faktoren systematisch zu untersuchen und einen Stamm zu entwickeln, der Transgene auf hohem Niveau exprimieren kann.

Die einzellige Mikroalge Chlamydomonas reinhardtii gewinnt zunehmend an Bedeutung als biotechnologischer Produktionsorganismus. Die Fähigkeit unter phototrophen Bedingungen schnell zu Wachstum, gepaart mit einem haploiden Genom und etablierten Methoden zur genetischen Manipulation, macht sie zu einer nachhaltigen Alternative zu heterotrophen Wirten für die biotechnologische Synthese von wirtschaftlich relevanten Verbindungen. C. reinhardtii verfügt über ein breites Spektrum an biosynthetischen Kapazitäten und bietet einzigartige Eigenschaften für kommerzielle Anwendungen. Fortschritte im Bereich des metabolischen Engineerings haben es ermöglicht, mit C. reinhardtii eine Vielzahl rekombinanter Proteine und hochwertiger Moleküle wie Algen-basierte Pharmazeutika, Biokraftstoffe und Terpenoide zu produzieren.

Mechanismen des Transgen-Silencing stellen jedoch eine Herausforderung für die Expression von Transgenen in C. reinhardtii dar und schränken ihr biotechnologisches Potenzial ein. In C. reinhardtii erfolgt das Transgen-Silencing hauptsächlich auf Chromatin-Ebene, wobei epigenetische Modifikationen wie Histondeacetylierung, -methylierung, -phosphorylierung und DNA-Methylierung eine Rolle spielen. Obwohl einige Schlüsselfaktoren des Transgen-Silencing identifiziert wurden, sind die Mechanismen und Interaktionen dieser Faktoren noch unzureichend verstanden.

Ziel dieser Arbeit ist es, Transgen-Silencing in C. reinhardtii durch Genom-Editierung zu verhindern, um Stämme mit stabiler Transgenexpression zu generieren. Dazu wurden mehrere epigenetische Schlüsselfaktoren, darunter SRTA, HLM4, VIG1, Mut9 und DMC5, unter Verwendung von CRISPR/Cas9 ausgeschaltet. Um das Expressionslevel von Transgenen in den mutierten Stämmen zu untersuchen, wurden alle Stämme mit einem Reporter-Konstrukt transformiert, das eine Patchoulolsynthase, fusioniert mit dem einem Fluoreszenzreportergen, trägt. Die Transgenexpression wurde durch Quantifizierung des Fluoreszenzsignals und der Patchoulol-Produktivität analysiert und vergleichen.

Die Studie zeigte, dass CRISPR/Cas9 basierte Stammkonstruktion ein leistungsstarkes Werkzeug zur Verbesserung der Transgenexpression in C. reinhardtii darstellt. Es wurde nachgewiesen, dass epigenetische Transgen-Silencing Mechanismen durch die Ausschaltung der zugrunde liegenden Schlüsselfaktoren teilweise verhindert werden können. Zudem zeigte sich, dass die Kombination bestimmter Knock-Out Mutationen synergistische und teilweise additive Effekte bei der Repression des Transgen-Silencing haben. Insbesondere die Kombination der Knock-Outs von SRTA, DMC5 und VIG1 führte zu einer robusten Transgenexpression und einer bis zu 400% höheren Patchoulol-Produktivität im Vergleich zum Ausgangsstamm. Darüber hinaus wurde eine Sammlung von 28 Knock-Out Stämmen erstellt, die eine Grundlage zur Entschlüsselung der zugrundeliegenden Silencing-Mechanismen bietet. Durch den Vergleich der Expressionsstärke von Transgenen dieser Knock-Out Stämme konnten hypothetische Interaktionen zwischen verschiedenen epigenetischen Modifikationen und Silenzierungsfaktoren beobachtet werden.

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Arno Krieger fertigte die Arbeit in der Arbeitsgruppe Algenbiotechnologie und Bioenergie von Prof. Olaf Kruse unter der Betreuung von Herrn Dr. Alexander Einhaus an. 

Marie Hoensbroech erhielt den Preis für die beste pflanzenwissenschaftliche Master-Arbeit, die an der Carl von Ossietzky-Universität Oldenburg im Jahr 2024 erstellt wurde, von der Deutschen Botanischen Gesellschaft für die Arbeit:

Was hoch geht, muss auch runterkommen? Vertikale Windverbreitung epiphytischer Samen in einem Panamaischen Regenwald

Die Windverbreitung von Pflanzendiasporen wurde schon oft simuliert, aber bisher noch nie für Epiphyten in einem Regenwald.

Wahre Epiphyten wachsen kommensal auf anderen Pflanzen, meistens auf Bäumen. Sie überleben nur kurz auf dem Boden, können sonst aber in allen Höhen innerhalb eines Waldes vorkommen: vom Baumstumpf bis zur Krone. Allerdings wachsen sie oft geklumpt oder kommen nur in bestimmten Waldzonen vor (z.B. nur zwischen 10 und 15 m über dem Boden). Kann deren Ausbreitungsphase der Grund für diese Muster sein? Da die meisten Epiphyten windverbreitet sind, benötigt man Wissen über die vertikale Luftbewegung. Daher hat Hoensbroech Schallwindmessgeräte in verschiedenen Höhen und Bäumen in einem panamaischen Regenwald installiert (siehe Foto). Mit diesen Daten hat sie ein Verbreitungsmodell geschrieben, das simuliert, wie epiphytische Samen sich innerhalb des Regenwaldes bewegen. Da mit wachsender Höhe Luftbewegungen stärker und häufiger sind, wurden Samen, die nahe des Bodes freigesetzt wurden, nur gering verbreitet, blieben oft in der gleichen Zone und landeten vermehrt auf dem Boden. Solche, die weiter oben freigesetzt wurden, verbreiteten sich über größere Distanzen, oftmals in andere Zonen bzw. über den Regenwald hinaus. Die Ausbreitung epiphytischer Samen kann also zumindest teilweise die oft beobachteten Verbreitungsmuster erklären. Andere Herausforderungen in anderen Lebensphase spielen aber natürlich auch eine wichtige Rolle.

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Marie Hoensbroech fertigte die Arbeit am Institut für Biologie und Umweltwissenschaften in der Arbeitsgruppe von Prof. Dr. Gerhard Zotz an.

Robin Pelchen erhielt den Preis für die beste pflanzenwissenschaftliche Master-Arbeit, die an der Universität Hamburg im Jahr 2024 erstellt wurde, von der Deutschen Botanischen Gesellschaft für die Arbeit:

Das optimale vertikale Wurzelprofil unter Klimaveränderungen – Ein Modell Ansatz

Das Modell beschreibt, wie sich die Wurzel unter veränderten Klimabedingungen im Wachstum bzw. Profil anpassen kann. Dazu wurde eine neues Computermodell entwickelt, dessen Simulation qualitativ realistische Vorhersagen macht. Das erleichtert die Auswahl spezifischer Baumarten zur Anpassung an Klimaverände­rungen.

Die Arbeit untersucht, welchen Effekt die vertikale Verteilung von Wurzelbiomasse in Bäumen, das sogenannte Wurzelprofil, auf deren Produktivität unter verschiedenen Umweltbedingungen hat.
Mithilfe eines neu entwickelten mechanistischen Computermodells des Wassertransports und der CO₂-Fixierung in Bäumen wurden viele verschiedene Wurzelprofile simuliert und diejenigen identifiziert, welche unter gegebenen Umweltbedingungen die Produktivität und damit das Wachstum optimieren. Damit konnte die Hypothese getestet werden, dass Bäume durch natürliche Selektion zu einem an die Umwelt angepassten, optimalen Wurzelprofil tendieren.
Das Modell konnte qualitativ realistische Wurzelprofile vorhersagen. Dabei konnte die Vermutung, dass Bäume ihr optimales Wurzelprofil nach dem relativen Maximum der Bodenfeuchte ausrichten (beeinflusst durch Bodeneigenschaften und Niederschlagsmuster), bestätigt werden. Ein starker Effekt der Temperatur auf das optimale Wurzelprofil wurde hingegen nicht gefunden.
In den letzten Jahren wurden die negativen Folgen klimawandelbedingter Trockenheit für Wälder, auch in Deutschland, deutlich. Dabei ist allerdings weitgehend unklar, welche Baumtypen in Zukunft langfristig überlebensfähig sind. Die Modellierung kann wertvolle Hinweise liefern, welche Wurzelprofile, und damit Baumtypen, an zukünftiges Klima optimal angepasst sein werden, und bessere Überlebenschancen haben.

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Robin Pelchen fertigte die Arbeit am Institut / Lehrstuhl IPM, Angewandte Pflanzenökologie in der Arbeitsgruppe von Prof. Dr. Philipp Porada an.

Zur Master-Arbeit https://www.biologie.uni-hamburg.de/forschung/oekologie-biologische-ressourcen/oekmodel/abschlussarbeiten/master-thesis-by-robin-pelchen.pdf

Vincent Kaltenbach erhielt den Preis für die beste pflanzenwissenschaftliche Master-Arbeit, die an der Universität Münster im Jahr 2024 erstellt wurde, von der Deutschen Botanischen Gesellschaft für die Arbeit:

Untersuchung der Familie der Oxidosqualenzyklasen aus Arabidopsis thaliana

Oxidosqualenzyklasen aus Arabidopsis thaliana sind alle an Lipid Droplets lokalisiert, was ein vielversprechendes Ziel für eine biotechnologisch optimierte Terpenproduktion und -speicherung darstellen könnte.

Pflanzliche Terpene übernehmen nicht nur natürlicherweise wichtige Funktionen, sondern bieten auch ein großes Potenzial für technische Anwendungen in verschiedenen Bereichen. Ihre komplexe Zyklisierung erfolgt durch die Familie der Oxidosqualenzyklasen (OSC), die von einem einzigen strukturellen Vorläufer ausgehen. Die Kandidaten wurden zunächst bioinformatisch auf ihre strukturellen und biophysikalischen Eigenschaften untersucht. Anschließend wurde die subzelluläre Lokalisation mikroskopisch aufgeklärt und transient die Produktion ihrer spezifischen Produkte aufgezeigt. Alle OSCs zeigten eine übereinstimmende hydrophobe Region auf der Oberfläche. Mikroskopisch konnte eine übereinstimmende Lipid Droplet-assoziierte Lokalisation nachgewiesen werden. Durch Expression, allein oder mit geschwindigkeitsbestimmenden Vorläuferenzymen, konnte die Produktion von Triterpenen in substanziellen Mengen nachgewiesen werden. Ein besseres Verständnis ihrer Struktur, Lokalisation und Produktion könnte zu weiterführenden Ansätzen führen, um die Ausbeute biotechnologisch noch weiter zu steigern.

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Vincent Kaltenbach fertigte die Arbeit am Institut für Biologie und Biotechnologie der Pflanzen in der Arbeitsgruppe von Prof. Dr. Till Ischebeck an.

Carolin Goldhardt erhielt den Preis für die beste pflanzenwissenschaftliche Master-Arbeit, die an der Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg im Jahr 2024 erstellt wurde, von der Deutschen Botanischen Gesellschaft für die Arbeit:

Untersuchungen zur mitochondrialen Lokalisation des Proteins mTERF21 sowie zu in vivo mit mTERF21 assoziierten RNAs in Arabidopsis thaliana

Unter Nutzung einer der GFP-Fusion des RNA-bindenden Proteins mTERF21 zeigt diese Arbeit die Assoziation des mitochondrialen mTERF21-Proteins mit multiplen mRNAs und seine Akkumulation in distinkten Foci innerhalb der Mitochondrien.

Pflanzenmitochondrien sind bekannt für ihren hochkomplexen RNA-Stoffwechsel, an dem Hunderte von im Zellkern kodierten RNA-bindenden Proteinen beteiligt sind. Viele dieser Proteine gehören zur Familie der mitochondrialen Transkriptionsterminationsfaktoren (mTERF), deren Mitglieder auch in tierischen Mitochondrien zu finden sind, die aber in Landpflanzen erheblich umfangreicher ist. Nur für sehr wenige pflanzliche mTERFs ist ihre genaue molekulare Funktion bekannt. Während einige tatsächlich als Transkriptionsterminationsfaktoren fungieren, wurde für andere mTERFs eine Rolle im Spleißen organellärer mRNAs beschrieben.

Um Einblicke in die Funktion des Proteins mTERF21 zu erhalten, welches in Arabidopsis essentiell ist, wurden Lokalisierungsstudien und RNA-Co-Immunpräzipitationsexperimente (RIP) durchgeführt. Hierfür wurde eine Arabidopsis-Linie verwendet, die ein pmTERF21::mTERF21-GFP-Konstrukt im mterf21-Loss-of-Function-Hintergrund exprimiert. Den RIP-Experimenten zufolge assoziieren in vivo mehrere mitochondriale RNAs mit mTERF21. Mittels konfokaler Mikroskopie wurde die Akkumulation von mTERF21-GFP in distinkten Foci innerhalb der Mitochondrien beobachtet. Diese GFP-Verteilung unterschied sich deutlich von jener in einer Kontrolllinie, die mTERF21-freies GFP in den Mitochondrien akkumulierte. Dementsprechend könnte die Beteiligung von mTERF21 am mitochondrialen RNA-Metabolismus auf ein spezifisches mitochondriales Subkompartiment beschränkt sein. Um weitere Untersuchungen dieser Hypothese zu initiieren, wurde eine Kollektion von Arabidopsis-Linien erstellt, die Fusionen verschiedener mitochondrialer RNA- und DNA-bindender Proteine mit Fluoreszenzproteinen synthetisieren.

Die Arbeit wurde von Theresa Schoeller und Kristina Kühn in einem mit dem RTG2498 assoziierten Projekt betreut; die mTERF21-GFP-Linie wurde von Minsoo Kim und Elizabeth Vierling (UMass Amherst) bereitgestellt.

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Carolin Goldhardt fertigte die Arbeit am Institut / Lehrstuhl für Biologie, Abteilung Zellphysiologie in der Arbeitsgruppe von Prof. Dr. Kristina Kühn an.