Patrick Lederer (Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf)
Patrick Lederer erhielt den Preis für die beste pflanzenwissenschaftliche Master-Arbeit, die an der Universität Düsseldorf im Jahr 2025 erstellt wurde, von der Deutschen Botanischen Gesellschaft für die Arbeit:
Entwicklung der Photosynthese in C2- und C3-Blättern von Moricandia
Das früh angelegte anisotrope Wachstum der Bündelscheidenzellen im C2-Blatt verändert deren Form sowie ihren Kontakt zu benachbartem Gewebe grundlegend.
Um die komplexe Evolution der effizienten C₄-Photosynthese aus der klassischen C₃-Photosynthese zu verstehen, untersuchen Wissenschaftler Pflanzen, die möglicherweise einen evolutionären Zwischenschritt von C₃ zu C₄ darstellen – sogenannte C₂-Pflanzen, die unter heißen und trockenen Bedingungen aktiv CO₂ in den Bündelscheiden anreichern und so eine effizientere Photosynthese ermöglichen. In dieser Arbeit untersuchen wir anhand der Gattung Moricandia, wie sich die Anatomie im C₂-Blatt vom C₃-Blatt unterscheidet und in welchem Entwicklungsstadium diese Unterschiede entstehen. Dazu kombinieren wir mikroskopische Schnitte verschiedener Entwicklungsstadien und Blickwinkel mit quantitativen Messungen der Blatt- und Zellgeometrie sowie bioinformatischen Analysen. Wir zeigen, dass früh angelegtes anisotropes Wachstum stark geweitete Bündelscheidenzellen im C₂-Blatt erzeugt und gleichzeitig den Kontakt zu benachbartem Blattgewebe erhöht, was den Zell-Zell-Transport von Stoffwechselprodukten erleichtert und die Bündelscheide besser von der Außenluft isoliert. Damit schafft die Blattanatomie eine zentrale Voraussetzung für eine effiziente Rückgewinnung von CO₂. Unsere Ergebnisse liefern neue Einblicke in die Entwicklungsmechanismen, die der Evolution neuer Photosynthesetypen zugrunde liegen, und tragen zu einem besseren Verständnis effizienterer Photosynthese sowie zu langfristigen Strategien zur Sicherung von Ernteerträgen unter zunehmend extremen Klimabedingungen bei.
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Patrick Lederer fertigte die Arbeit am Institut für Biochemie der Pflanzen in der Arbeitsgruppe von Prof. Dr. Andreas Weber an.
