Prof. Dr. Alain Tissier (Leibniz Institut für Pflanzenbiochemie) in Kooperation mit PD Dr. Margret Köck und Prof. Dr. Reinhard Paschke  (Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg)

Januar 2019 - Dezember 2022  

Metabolite aus der Natur und ihre Abkömmlinge sind ein bedeutender Bestandteil der Pharmazie. Ihr volles Potential kann aber nicht ausgeschöpft werden, da sie häufig in niedrigen Konzentrationen vorkommen, der Zugang zu den produzierenden Organismen schwer ist oder ihre Synthese komplex ist. Allerdings wurden bedeutende Fortschritte im Bereich der Produktion natürlicher Stoffe in Mikroorganismen (z.B. Hefe) gemacht. Unter Verwendung verfügbarer genetischer Informationen über pflanzliche Diterpenbiosynthesen und eines experimentellen Ansatzes basierend auf der Golden-Gate-Klonierung wird eine Genbibliothek von Kandidatenenzymen generiert, die in solchen Stoffwechselwegen beteiligt sind. Ein automatisiertes Massenspektrometrie-Screening soll die Genkombinationen ermitteln, die neue Produkte erzeugen, deren Aktivität dann gegen Krebszelllinien getestet wird.

März 2019 - Oktober 2022

Ziel des Projektes war es, eine Gerstenlinie zu generieren, die zur gesteigerten, induzierbaren Produktion rekombinanter Proteine genutzt werden soll. Der induzierte Abbau des endogenen Kornspeicherproteins HORDEIN soll die Produktion und Akkumulation rekombinanter Zielproteine direkt im Korn begünstigen. Dies sollte durch Kombination einer innovativen in vivo-Proteinmodulation und ortsgerichteter Mutagenese ermöglicht werden. Durch Erhöhung der Wachstumstemperatur während der Kornfüllung sollte von der Akkumulation endogenen HORDEINs zur Akkumulation von Zielproteinen übergegangen werden. So sollte die pflanzliche Produktion pharmazeutischer Proteine wie Antikörper und Enzyme gesteigert werden.

Diese Pipeline gewährleistet die kostengünstige Herstellung funktioneller und sicherer Produkte, auch mit komplexen postranslationalen Modifikationen, frei von menschlichen Krankheitserregern sowie eine einfache nachgeschaltete Aufreinigung.

Prof. Dr. Klaus Pillenand Dr. Wiebke Sannemann (Martin Luther University Halle-Wittenberg) and Prof. Dr. Frank Ordonand Dr. Albrecht Serfling (Julius Kühn-Institute)

August 2019 - Dezember 2022

Der Einsatz chemischer Pflanzenschutzmittel verliert aufgrund der Rückstandsproblematik und der Gefahr der Resistenzbildung an Akzeptanz. Um umweltschonend Infektionen durch phytopathogene Pilze wie z.B. durch Braunrost, Gelbrost, Mehltau und Ährenfusarium zu vermeiden, müssen nachhaltige Konzepte etabliert werden. Hierzu trägt das MAGIC-RESIST-Projekt bei, indem durch das innovative Kreuzungskonzept der Weizen-MAGIC-Population bisher nicht bekannte Gene der pilzlichen Pathogenresistenz mittels genomweiter Assoziationsstudien lokalisiert werden. Die dazu nötigen phänotypischen Felddaten werden durch neue Methoden der Hochdurchsatzphänotypisierung mittels multicopter-basierten Kamerasystemen erhoben. Das Projekt wendet somit neue, digitale Methoden der Informationstechnologie an, um eine nachhaltige Produktion von pflanzlichen Rohstoffen für eine Verwertung in einer bioökonomischen Kreislaufwirtschaft bereitzustellen.

Prof. Dr. Ludger Wessjohann (Leibniz-Institute of Plant Biochemistry) and Prof. Dr. Edgar Peiter (Martin Luther University Halle-Wittenberg)

März 2019 - September 2022

Aufgrund des sich abzeichnenden Klimawandels wird Trockenheit zu einem der wichtigsten Stressfaktoren für Pflanzen und damit für die land- und forstwirtschaftliche Produktion. Sachsen-Anhalt ist besonders betroffen, aber trockenheitsbedingte Ernteverluste werden auch weltweit fortschreiten. Daher ist die Erhöhung der Trockenheitstoleranz von Pflanzen eine der wichtigsten Forderungen, um die menschliche Bevölkerung zu ernähren und die pflanzliche Biomasse für eine funktionierende Bioökonomie zu erzeugen. Obwohl diese Aufgabe z.T. durch transgene Pflanzen gelöst werden kann, sind solche Sorten in der europäischen Praxis aktuell noch nicht akzeptiert. Ein alternativer Ansatz ist die Anwendung von Phytoeffektoren, welche die Reaktion der Pflanzen auf Trockenheit positiv beeinflussen können. Solche Verbindungen, die auch natürlich vorkommen, modulieren die Reaktion auf Trockenstress und ermöglichen es den Pflanzen, ein kurzzeitiges Wasserdefizit zu überleben. In unseren früheren Forschungsarbeiten wurden erste Verbindungsklassen identifiziert, die eine deutlich positive Wirkung auf trockenheitsgestresste Pflanzen haben. Ziel der vorgeschlagenen Arbeit ist es, mithilfe der Methoden der medizinischen Chemie die Wirkstoffkandidaten zu optimieren um die Aktivität, Löslichkeit und Blattabsorption und biologische Abbaubarkeit der Verbindungen zu verbessern. Diese Kandidaten sollen in unterschiedlichen Testsystemen auf ihre Wirksamkeit untersucht werden. Letztlich soll dies die Möglichkeit schaffen, Partner für eine Produktentwicklung zu finden.

Prof. Dr. Holger Deising and Prof. Dr. René Csuk (Martin Luther University Halle-Wittenberg) and Dr. Norbert Arnold (Leibniz-Institute of Plant Biochemistry)

September 2019 - September 2022

Ziel des Projektes WOLF ist die Identifizierung von sekundären Pilzmetaboliten aus Colletotrichum graminicola, die herbizide Eigenschaften aufweisen und sich für den Einsatz in der biologischen Unkrautbekämpfung eignen. Damit fällt das Projekt zweifelsohne in den Bereich der Bioökonomie und trägt zu einer innovativen und nachhaltigen Pflanzenschutzstrategie bei, die für Sachsen-Anhalt im Pflanzenbau von großer Bedeutung ist.