FOR 1186: Photorespiration: Origins and Metabolic Integration in Interacting Compartments
Final Report Abstract
Das alle Teilprojekte verbindende, zentrale wissenschaftliche Ziel der Forschergruppe FOR 1186 Promics war die Erarbeitung eines möglichst weitgehenden Verständnisses der Herausbildung und Funktion der Photorespiration. Dieser für die Erdgeschichte und das Leben äußerst bedeutsame Stoffwechselprozess ist ein komplexer metabolischer Reparaturweg, durch den die Wasser spaltende (Sauerstoff-bildende) Photosynthese auch bei einem hohen Sauerstoffgehalt der Umgebung ermöglicht wird. In der Folge konnten sich dadurch Pflanzen und alle anderen auf Zellatmung angewiesenen eukaryotischen Lebensformen herausbilden. Bestandteile unserer Forschung waren deshalb (1) die Evolution der Photorespiration und der daran beteiligten Enzyme ausgehend von den Cyanobakterien bis hin zu den hochentwickelten Landpflanzen, (2) die Identifizierung der noch unbekannten Proteinkomponenten, insbesondere der beteiligten Transporter, (3) die Erforschung der Wechselwirkung mit anderen zellulären Prozessen bei der Anpassung an wechselnde Umweltbedingungen und (4) die Nutzung dieser Erkenntnisse für die Steigerung der pflanzlichen Produktivität. Die für diese Forschung notwendige Kooperation von Pflanzenwissenschaftlern, Mikrobiologen und Systembiologen ist durch die Etablierung der Forschergruppe in einer überaus produktiven Weise möglich geworden. Die Ergebnisse unserer Arbeit wurden in bisher 143 Publikationen in internationalen Fachzeitschriften veröffentlicht und auf internationalen Konferenzen in 38 Vorträgen zur Diskussion gestellt. Zu den Publikationen gehören zwei Sonderbände pflanzenbiologischer Fachzeitschriften. Diese stellen den wissenschaftlichen Teil des Abschlussberichts dar. Weiterhin wurde eine methodisch ausgerichtete Monographie herausgegeben. An den beiden von uns zum Abschluss der ersten sowie zweiten Förderperiode organisierten internationalen Tagungen zum Thema „Photorespiration – Key to Better Crops“ haben Wissenschaftler aus 12 Ländern teilgenommen. Unsere gemeinsame Arbeit hat ihren Niederschlag auch in der Promotion von bisher 14 Nachwuchswissenschaftlern zu Doktoren der Naturwissenschaften gefunden. Für die besonders hohe Qualität ihrer Forschung sowie die entsprechende Präsentation auf Tagungen wurden neun Auszeichnungen verliehen. Grundlage hierfür war neben der Begeisterung für die Pflanzenforschung vor allem die systematische Herausbildung der Befähigung zu selbstständiger und kooperativer wissenschaftlicher Arbeit sowie das Erlernen der auf dem Forschungsgebiet am weitesten fortgeschrittenen Methoden. Auch das war nur durch die Zusammenarbeit der in Promics vereinten spezialisierten Arbeitsgruppen möglich. In die Zukunft weisen die bereits von einigen Projektpartnern in neuen Verbünden begonnenen Anschlussvorhaben zur Nutzung der in Promics gewonnenen Erkenntnisse für die Forschung auf dem Gebiet Systembiologie der Photosynthese, für die Produktion von Biokraftstoffen in Cyanobakterien und für die Steigerung der Produktivität von Kulturpflanzen.
