Glanduläre Trichome und Isoprenoidbiosynthese

Das Hauptinteresse der Forschungsgruppe Glanduläre Trichome und Isoprenoidbiosynthese liegt auf der Untersuchung von pflanzlichen Sekretionsorganen und ihren Einfluss auf Entwicklungs- und Differenzierungsprozesse, metabolische Netzwerke, Stoffwechselwege und Stofftransport innerhalb der Pflanze. Manche der sekretorischen Strukturen wie Öldrüsen, Harzkanäle und Milchröhren befinden sich innerhalb der Pflanze; andere sind als glanduläre Trichome und Nektarien auf der Oberfläche lokalisiert. In den Sekretionsorgane findet typischerweise sowohl die Biosynthese von speziellen Sekundärmetaboliten statt, als auch deren Speicherung in beachtlichen Mengen. Einige der hier produzierten Metaboliten dienen dem Schutz der Pflanze vor Pathogenen und Herbivoren, andere spielen eine wichtige Rolle beim Anlocken von Nützlingen oder bei der Resistenz der Pflanze gegen Dürre und andere abiotische Stressoren.

Seit einigen Jahren nutzen wir glanduläre Trichome von Solanaceen (Tomaten und Tabak) als Modellsystem, um zunächst die Biosynthesewege der in diesen Organen produzierten Terpenoide aufzuklären und um die Trichome als Zielort des Metabolic Engineering zu einzusetzen. Darüber hinaus wollen wir heute sowohl das gesamte metabolische Netzwerk, das dieser hohen Produktivität der glandulären Trichome zugrunde liegt, als auch die Entwicklung und Differenzierung der Haardrüsen besser verstehen. Unsere Wissen über die Biosynthesen von ausgesuchten Terpenoiden fließt in die Entwicklung und Etablierung von Metabolic Engineering-Strategien, die sowohl in Pflanzen als auch in Mikroorganismen wie der Bäckerhefe (Saccharomyces cerevisiae) zum Einsatz kommen. Für alle Metabolic Engineering-Projekte verwenden wir das von Sylvestre Marillonnet entwickelte modulare Klonierungssystem auf Golden Gate-Basis.