Roggen im Stresstest: Agrarwissenschaftler der MLU erhält renommierte Emmy Noether-Förderung
Der Pflanzenforscher Dr. Steven Dreissig richtet ab sofort eine Emmy Noether-Nachwuchsgruppe an der Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg (MLU) ein. Die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) fördert die Arbeit des Wissenschaftlers mit bis zu 1,8 Millionen Euro. Dreissig wird die Auswirkungen von Nährstoffmangel auf die genetische Vielfalt in Roggenpflanzen untersuchen.
Die Nachwuchsgruppe befasst sich mit dem Zusammenspiel von Umweltbedingungen, insbesondere Nährstoffmangel, und der sogenannten meiotischen Rekombination. Die Meiose ist der Prozess der Zellteilung, bei dem aus einer Zelle mit doppeltem Chromosomensatz vier Keimzellen mit einfachem Chromosomensatz werden. "Dabei kommt es zur Rekombination: Die Arme von zwei benachbarten Chromosomen, auf denen das Erbgut liegt, überlappen und zwischen ihnen tauschen einzelne Gensequenzen ihren Platz", sagt Dreissig. Je nachdem, wie Genesequenzen getauscht werden, kann das unterschiedliche Merkmale beim Lebewesen hervorrufen: "Ich habe zwei Töchter. Die eine sieht eher meiner Frau ähnlich, die andere eher mir", sagt Dreissig. "Angenommen, wir hätten 100 Kinder, würden sie alle relativ ähnlich aussehen, aber keine zwei werden komplett gleich sein, obwohl sie aus dem gleichen Erbmaterial entstanden sind."
Genauso passiert das auch beim Roggen - vor allem dann, wenn die Pflanze widrigen Umständen ausgesetzt ist. "Das ist von Vorteil für die Pflanze, denn je öfter Gene rekombinieren, desto unterschiedlicher ist die Nachkommengeneration und desto größer wird die Chance auf ein Fortbestehen", erklärt der Agrarwissenschaftler.
Wie Umwelteinflüsse die Roggen-DNA verändern, will Dreissig in seiner Nachwuchsgruppe erforschen. Die MLU ist dafür der ideale Ort: Seit 1878 wird hier der Dauerfeldversuch "Ewiger Roggenbau" betrieben. Dabei handelt es sich um ein Versuchsfeld, auf dem unter anderem seit mehr als 140 Jahren Roggen in Monokultur angebaut wird. Weil der Boden in einer Parzelle nicht gedüngt wird, sind die Nährstoffe hier knapp. Gerade diese ist für Dreissig von Interesse: "Hier in Halle bietet sich die einzigartige Gelegenheit, Nährstoffmangel als Stressfaktor unter stabilen Versuchsbedingungen zu beobachten."
Dreissig konzentriert sich auf die männlichen Keimzellen des Roggens, die Pollen. Dazu ermittelt er ihre Größe und sequenziert ihr Genom. Außerdem will er den Selektionsprozess im Lauf der nächsten Jahre beobachten: "Wir heben das geerntete Saatgut auf und bringen es im nächsten Jahr wieder aus. So können wir nachvollziehen, welche Gensequenzen sich durchsetzen werden." Die Erkenntnisse könnten in Züchtungsprogramme einfließen und diese verbessern.
Dreissig, Jahrgang 1989, hat an der MLU Agrarwissenschaften und Nutzpflanzenwissenschaften studiert und wurde hier auch promoviert. Nach Stationen am Leibniz-Institut für Pflanzengenetik und Kulturpflanzenforschung (IPK) in Gatersleben und an der University of Dundee in Schottland kehrte er 2019 als Postdoc zurück an die Uni Halle.
Das Emmy Noether-Programm der DFG richtet sich an vielversprechenden wissenschaftlichen Nachwuchs. Innerhalb des Förderzeitraums von bis zu sechs Jahren besteht die Möglichkeit, sich durch die eigenverantwortliche Leitung einer Nachwuchsgruppe für eine Professur zu qualifizieren. Emmy Noether war die erste deutsche Frau, die in Mathematik habilitierte. Sie lieferte zu Beginn des 20. Jahrhunderts wichtige Beiträge zur Algebra und zur theoretischen Physik.