Julia Retzlaff (RWTH Aachen University)
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.