Pflanzen müssen sicherstellen, dass ihre zellulären Prozesse bei ganz unterschiedlichen Temperaturen ablaufen können. Dazu zählen bei Hitzestress Anpassungen der Blattform, sowie Blattbewegungen, die die Transpiration erhöhen und damit die Temperatur in den Blättern verringern. Auf zellulärer Ebene sind schon einige Proteine bekannt, die als Temperatursensoren dienen und die die Transkription von Hitzestressproteinen steuern. Viele weitere Mechanismen sind allerdings nicht gut verstanden oder noch nicht entdeckt. Wir untersuchen, wie die Anpassung der Lipidmembran an Hitzestress erfolgt. Einerseits werden bei Temperaturänderungen viele Lipide in der Membran ausgetauscht, um die nötige Membranfluidität zu gewährleisten. Andererseits benötigen membran-assoziierte Proteine oft eine bestimmte Lipidzusammensetzung. Beide Aspekte untersuchen wir in der Modellpflanze Arabidopsis thaliana, u.a. mithilfe von Mutantenlinien, die eine veränderte Sphingolipid-Zusammensetzung haben. Mit unseren Experimenten können wir so die Funktion von Sphingolipiden in der Zelle besser verstehen. Letztlich tragen wir damit zu einem besseren Verständnis bei, wie sich Pflanzen an hohe Temperaturen anpassen. Dies ist auch wichtig für die Züchtung von Nutzpflanzen, die widerstandsfähiger gegen Temperaturextreme sind.

Frühere Publikationen:

Lambour B, Glenz R, Forner C, Krischke M, Mueller MJ, Fekete A, Waller F (2022) Sphingolipid Long-Chain Base Phosphate Degradation Can Be a Rate-Limiting Step in Long-Chain Base Homeostasis. Frontiers in plant science, Vol 13, p 911073

Glenz R, Kaiping A, Göpfert D, Weber H, Lambour B, Sylvester M, Fröschel C, Mueller MJ, Osman M, Waller F (2022) The major plant sphingolipid long chain base phytosphingosine inhibits growth of bacterial and fungal plant pathogens. Scientific reports, Vol 12, p 1081

Glenz R, Schmalhaus D, Krischke M, Mueller MJ, Waller F (2019) Elevated Levels of Phosphorylated Sphingobases Do Not Antagonize Sphingobase- or Fumonisin B1-Induced Plant Cell Death. Plant and Cell Physiology 60:1109-1119.

Peer M, Stegmann M, Mueller M, Waller F (2010) Pseudomonas syringae infection triggers de novo synthesis of phytosphingosine from sphinganine in Arabidopsis thaliana. Febs Letters 584: 4053-4056

Serendipita indica (Piriformospora indica) und Serendipita herbamans, Pilze der Ordnung Sebacinales, besiedeln die Wurzeln sehr vieler Pflanzenarten. Diese Besiedelung kann die Pathogenresistenz der Wirtspflanze erhöhen, nicht nur in den Wurzeln, sondern auch in den Blättern (systemische Pathogenresistenz). Außerdem kann die Besiedelung zu einer beschleunigten Entwicklung der Pflanze und zu einem erhöhten Wachstum führen. Wir untersuchen, auf welchen molekularen Mechanismen diese Prozesse beruhen.

Frühere Publikationen:

Garnica S, Liao Z, Hamard S, Waller F, Parepa M, Bossdorf O (2022) Environmental stress determines the colonization and impact of an endophytic fungus on invasive knotweed. Biological Invasions 24: 1785-1795

Fröschel C, Komorek J, Attard A, Marsell A, Lopez-Arboleda WA, Le Berre J, Wolf E, Geldner N, Waller F, Korte A, Dröge-Laser W (2021) Plant roots employ cell-layer-specific programs to respond to pathogenic and beneficial microbes. Cell host & microbe 29: 299-310.e297

Weiss M, Waller F, Zuccaro A, Selosse MA (2016) Sebacinales - one thousand and one interactions with land plants. New Phytol 211: 20-40

Pedrotti L, Mueller MJ, Waller F (2013) Piriformospora indica root colonization triggers local and systemic root responses and inhibits secondary colonization of distal roots. PLoS One 8: e69352

Waller F, Achatz B, Baltruschat H, Fodor J, Becker K, Fischer M, Heier T, Huckelhoven R, Neumann C, von Wettstein D, Franken P, Kogel KH (2005) The endophytic fungus Piriformospora indica reprograms barley to salt-stress tolerance, disease resistance, and higher yield. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America (PNAS) 102: 13386-13391

Wir haben ein verbessertes Medium für Serendipita indica entwickelt. Dieses ist in unserer Publikation in ‚Plant Methods‘ (2020) beschrieben:

https://plantmethods.biomedcentral.com/articles/10.1186/s13007-020-00584-7

Diese Publikation wurde im Science Blog ‚Plants and Pipettes‘ besprochen:

https://plantsandpipettes.com/fungal-juice-keeping-science-simple/

Über Mich

Promotion in Biologie an der Albert-Ludwigs-Universität Freiburg i.Br.. Studienaufenthalte in China, Taiwan und Japan.

Postdoctoral Fellow am Nara Institute of Science and Technology (NAIST), Nara, Japan.

Habilitation in Pflanzenphysiologie und Phytopathologie an der Fakultät für Agrarwissenschaften der Justus-Liebig-Universität Giessen.

Seit 2009 Arbeitsgruppenleiter am Lehrstuhl für Pharmazeutische Biologie, Julius-Maximilians-Universität Würzburg.

Förderung Durch

Die Projekte wurden und werden zurzeit durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) gefördert.

Frühere Studienaufenthalte und Projekte wurden unterstützt durch: DFG, Alexander von Humboldt Stiftung / Japanese Society for the Promotion of Science (JSPS), Ostasien-Stipendienprogramm der Daimler Benz AG / Studienstiftung des deutschen Volkes,  Deutscher Akademischer Austauschdienst (DAAD).