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Wissenschaftliche Mitglieder
Professoren
Dr. Wolfgang Abel; Dr. Eberhard Bock; Dr. Michael Böttger; Dr. Karl Dörffling; Dr. Peter Fortnagel; Dr. Heidrun Hartmann; Dr. Ernst Heinz; Dr. Ludwig Kies; Dr. Udo Kristen; Dr. Klaus Kubitzki; Dr. Horst Lörz; Dr. Dieter Mergenhagen; Dr. Hans-Peter Mühlbach; Dr. Elke Pratje; Dr. Wilhelm Schäfer; Dr. Alexander Schmidt; Dr. Adolf Weber; Dr. Udo Wienand
Dozenten
Dr. Rolf Bergmann; Dr. Michael Biedermann; Dr. Monika Engels; Dr. Heinz Harms; Dr. Jürgen Hechler; Dr. Winfried Kasprik; Dr. Hans-Peter Koops; Dr. Dietrich Lorch; Dr. Jürgen Nossag; Dr. Joachim Pohlmann; Dr. Hans-Helmut Poppendieck; Dr. Arno Tietz
Hochschulassistenten/Assistenten/wiss. Mitarbeiter
Dr. Ines-Mareike von Appen; Dr. Clemens Bayer; Dr. Tassilo Feuerer; PD Dr. Margrit Frentzen; Dr. Günther Hentzschel; Karin Hentzschel; Dr. Bernhard Hube; PD Dr. Erhard Kranz; Stephanie Lütticke; Dr. Iris Meyer; PD Dr. Hartmut Quader; Stefan Rust; PD Dr. Wolfgang Sand; Dr. Brian Scheffler; Dr. Stefan Schmidt; Dr. Uwe Witt; Dr. Frank Wolter; Dr. Oswaldo da Costa e Silva
Allgemeiner Überblick
Das Institut für Allgemeine Botanik und Botanischer Garten ist aufgrund seiner Forschungsschwerpunkte und sonstigen wissenschaftlichen Aufgaben in acht Abteilungen bzw. Arbeitsbereiche gegliedert:
Zwei Entwicklungstendenzen in der Forschung zeichnen sich in den letzten Jahren verstärkt ab:
Forschungsschwerpunkte
Arbeitsbereich Pflanzenphysiologie
Im Arbeitsbereich Pflanzenphysiologie sind mehrere Arbeitsgruppen mit unterschiedlichen Zielsetzungen tätig.
Eine Gruppe befaßt sich mit den Anpassungsreaktionen von Pflanzen auf Streßsituationen, insbesondere auf niedrige Temperaturen, Dürre, Schadstoffeinfluß und Infektion durch pathogene Organismen. Bei diesen Reaktionen spielen Veränderungen im Hormonsystem eine wichtige Rolle. Mit Hilfe von in vitro-Kulturen wird außerdem versucht, Pflanzen mit verbesserten Resistenzeigenschaften zu erzeugen.
In einer anderen Arbeitsgruppe werden unterschiedliche Aspekte des Metabolismus pflanzlicher Membran- und Reservelipide untersucht. Das Interesse konzentriert sich dabei auf drei Enzymgruppen, die an zentralen Stellen in verschiedenen Kompartimenten an der Lipidsynthese beteiligt sind. Bei diesen Enzymen handelt es sich um Acyltransferasen, Glycosyltransferasen und Desaturasen. Eine detaillierte Kenntnis ihrer Eigenschaften ist für die Grundlagenforschung relevant, weil diese Enzyme am Aufbau und an der Erhaltung wichtiger zellulärer Membransysteme mitwirken. Darüber hinaus eröffnet sich die Möglichkeit, in Kombination mit der Gentechnologie einige Enzyme mit speziellen Eigenschaften einer anwendungsorientierten Forschung zugänglich zu machen.
Eine weitere Gruppe befaßt sich mit Transportvorgängen am Plasmalemma höherer Pflanzen, die in vivo und in vitro untersucht werden. Besondere Schwergewichte sind hier die Erforschung der Funktionsweise eines neuentdeckten Redoxsystems am Plasmalemma, wobei Auswirkungen auf den Metabolismus, die Eisenernährung und auf das Wachstum der Pflanze im Vordergrund stehen. Nach möglichen Zusammenhängen zwischen der Membranenergetisierung und Kühletoleranz wird in Hinblick auf eine praktische Anwendung gesucht.
Experimentelle Ökologie
Ein Schwerpunkt dieser Gruppe ist die Untersuchung der Umweltfaktoren für die massenhafte Vermehrung der Planktonalgen in der Nordsee. Insbesondere geht es um die Rolle des Aluminiums und dessen Wirkung auf die Vermehrung der planktischen Kieselalgen. Diese Forschung wird durch das Umweltbundesamt unterstützt.
Eine zweite Gruppe befaßt sich mit der Wirkung von Schadstoffen auf marine Copepoden (in Kooperation mit dem Forschungsschwerpunkt PRISMA).
In einem weiteren Schwerpunkt der Arbeitsgruppe werden die Wirkungen relevanter Schadstoff in speziell entwickelten Algentestsystemen untersucht.
Arbeitsbereich Zellbiologie
Schwerpunktmäßig werden die folgenden Aspekte behandelt:
An verschiedenen einzelligen Algen werden mit Hilfe der Licht- und Elektronenmikroskopie und mit cyto- und biochemischen Methoden Zellwandstrukturen, Zellwandbildung und -zusammensetzung, Zellteilungsprozesse, Mechanismen der Tag-Nacht-Rhythmik und lichtabhängige Bewegungsvorgänge untersucht.
An verschiedenen Objekten wird die Regulation nucleärer und plastidärer Gene durch Licht und endogene Oszillatoren untersucht.
Im Rahmen des Sonderforschungsbereichs Tide-Elbe werden Biomasse und Primärprodukte der Aestuaralgen gemessen. Die Bestandsaufnahme der Algenvegetation in Gewässern des Großraums Hamburg wird fortgesetzt. Dabei wird der anthropogenen Veränderung dieser Vegetation besondere Beachtung geschenkt. Andere einzellige Organismen mit blaugrünen Endocytobionten dienen der Erforschung von Evolutionsprozessen. Elektronenmikroskopische und cytochemische Methoden finden auch Anwendung bei der Untersuchung von Transport- und Ausscheidungsprozessen pflanzlicher Zellen sowie von Keimungs- und Wachstumsprozessen bei Pollen.
In Kooperation mit der Industrie werden zytotoxikologische Untersuchungen an gasförmigen und an wasserlöslichen organischen Verbindungen durchgeführt. Dazu dient ein standardisiertes Biotestverfahren, der sogenannte Pollen-Test, bei dem die zytotoxische Wirkung umweltrelevanter Stoffe (z.B. Tenside, Herbizide, Arneimittelgrundstoffe, Schadgase) durch photometrische Messung der Wachstumshemmung von Pollenschläuchen bestimmt wird.
Im Zusammenhang mit der Erforschung neuartiger Waldschäden wird der Einfluß von anthropogenen Luftschadstoffen auf zelluläre Strukturen in Blättern von Bäumen gemessen.
Der Einfluß von umweltbelastenden Stoffen auf das reproduktive System höherer Pflanzen wird am Tabak untersucht. Im Mittelpunkt dieser Arbeiten steht die Frage nach der Herbizid-Insektizidwirkung auf die Pollen-Stigma-Interaktion bei Blütenpflanzen.
Arbeitsbereich Genetik
Im Arbeitsbereich Genetik werden 5 Fragestellungen bearbeitet:
Viroide sind die kleinsten heute bekannten Krankheitserreger, die bei wichtigen Kulturpflanzen gravierende Schäden hervorrufen. Im Zentrum der Untersuchungen stehen Kartoffel- und Tomatenpflanzen sowie die entsprechenden Gewebekulturen, mit deren Hilfe Veränderungen im RNA- und Protein-Muster der Zellen im Verlauf einer Viroidinfektion analysiert werden. Auf diese Weise sollte es möglich sein, die molekularbiologischen Mechanismen zu verstehen, die der Entwicklung der typischen Krankheitssymptome zugrunde liegen.
Arbeitsbereich Angewandte Molekularbiologie der Pflanzen
Das Ziel des Forschungsschwerpunkts Angewandte Molekularbiologie der Pflanzen ist die Lösung pflanzenzüchterischer Aufgaben mit alternativen und neu entwickelten Methoden. Im Mittelpunkt stehen Fragestellungen, die die Steigerung der Ertragssicherheit von Kulturpflanzen im Hinblick auf biotische und abiotische Streßtoleranz, die qualitative Verbesserung der Produkte von Kulturpflanzen, eine Modifikation von Pflanzen zur Produktion nachwachsender Rohstoffe, sowie die mögliche Reduktion der Umweltbelastung durch Agrochemikalien betreffen. Diese Ziele können durch eine anwendungsorientierte Bearbeitung neuer Erkenntnisse auf dem Gebiet der Molekularbiologie und Zellbiologie erreicht werden.
Das Vorhaben der Arbeitsgruppe AMP I (U. Wienand) befaßt sich mit dem Einfluß des Whp (white pollen) Gens auf Pollenentwicklung und Sterilität bei Mais (Zea mays L.). In diesem Forschungsvorhaben soll versucht werden, auf molekularer Ebene die Expression der beiden in Mais aktiven Chalkonsynthasegene C2 (colored 2) und Whp (white pollen) zu beeinflussen, um dadurch gentechnisch Pollensterilität zu erzeugen. Dieser experimentelle Ansatz basiert auf der genetischen und molekularen Analyse einer rezessiven Doppelmutante von C2 und Whp, deren Pollen steril ist. Sie ist im Gegensatz zur cytoplasmatisch bedingten Sterilität (cms) kernkodiert und einzig auf den Ausfall der zwei homologen Chalkonsynthasegene zurückzuführen. Der Verlust der Genaktivität von C2 und Whp führt zur Synthese von weißem, sterilem Pollen (white pollen), dessen Keimungsaktivität unterdrückt ist. Da beide Gene kloniert sind, kann man versuchen, durch Eingriff in deren Expression gentechnisch eine "white pollen" Mutation zu erzeugen und somit ein alternatives System zur Pollensterilität zu entwickeln, das für Mais (und andere Kultivare) von großer Bedeutung für die Hybridsaatguterzeugung sein kann.
Im Arbeitsbereich AMP II (H. Lörz) werden Untersuchungen zur Genübertragung als Methode der molekularen Getreidezüchtung durchgeführt. Erhebliche Fortschritte in der genetischen Transformation von Getreiden ermöglichten den Übergang von der Entwicklungsphase in die zielgerichtete Anwendung der Technik. Das Ziel einer Transformation ist die Übertragung einer neuen Eigenschaft oder die Veränderung einer bestehenden Eigenschaft. Dieses Ziel kann entweder durch Expression oder durch Suppression eines Genproduktes erreicht werden. Derzeitige Projekte beschäftigen sich mit der stabilen Veränderung von Eigenschaften in einem spezifischen Organ oder Gewebe der Pflanzen, z.B. Stärke. Außerdem werden isolierte Gene mit dem Ziel einer verbesserten Virus- bzw. Pilzresistenz übertragen.
Im Arbeitsbereich AMP III (W. Schäfer) ist das Ziel, die Pathogenitätsmechanismen von Pilzen gegenüber Pflanzen und Menschen zu verstehen. Eine spezifische Hemmung erkannter Pathogenitätsfaktoren kann zur Abwehr und Resistenzreaktionen des befallenen Organismus beitragen.
Um dieses zu erreichen, ist man besonders an den Faktoren interessiert, die die Interaktionen zwischen Pathogen und Wirt bestimmen. Pilze sekretieren Proteine, die durch enzymatische Aktivitäten Teile des Wirtgewebes schädigen und dadurch von großer Bedeutung für die Pathogenität des Pilzes sein können. Solche pilzlichen Enzyme werden in der Arbeitsgruppe charakterisiert und die korrespondierenden Gene kloniert. Nach einer spezifischen Genzerstörung werden die erhaltenen Mutanten auf verringerte Pathogenität biochemisch und histologisch untersucht. Untersucht werden pilzliche Pathogene von drei verschiedenen Pflanzenspezies: Gerste, Gartenerbse und Arabidopsis thaliana, sowie den humanpathogenen Pilz Candida albicans.
Arbeitsbereich Systematik und Abteilung Herbarium Hamburgense
Die Erforschung von Evolutionsmustern pflanzlicher Formenkreise der afrikanischen Wüsten und südamerikanischen Regenwälder ist ein zentrales Anliegen. Die Untersuchungen werden sowohl im Feld wie im Laboratorium durchgeführt; eine wichtige Grundlage hierfür sind die bedeutende Sammlung von Mittagsblumengewächsen, die im Botanischen Garten kultiviert werden, sowie die umfangreichen Bestände konservierter Pflanzen aus allen Teilen der Erde des Herbarium Hamburgense.
Auch chemische Merkmale werden zur Erforschung der Pflanzenverwandtschaft herangezogen; ferner wird unter internationaler Beteiligung die Herausgabe eines Werkes "The Families and Genera of Vascular Plants" vorbereitet. Im Bereich der niederen Organismen sind Schlauchpilze und Flechten wichtige Studienobjekte, und die Untersuchung von Pflanzenresten vor- und frühgeschichtlicher Siedlungen vermittelt Aufschluß über die Lebensbedingungen der Vorzeit.
Abteilung Mikrobiologie
Die Schwerpunkte der Forschung liegen auf den Teilgebieten Molekularbiologie, Stoffwechselphysiologie, Systematik, Ökologie und biotechnologische Nutzung von Mikroorganismen.
Zentrales Thema der molekularbiologischen Arbeiten ist die Untersuchung von Zelldifferenzierungen bei Prokaryonten. Die Sporenbildung bei verschiedenen Arten der Gattung Bacillius dient als Modellsystem der Analyse von Regulationsmechanismen zur Steuerung von Differenzierungsprozessen.
Stoffwechselphysiologische Untersuchungen werden insbesondere an lithotrophen Bakterien vorgenommen. Im Mittelpunkt dieser Arbeiten steht der Energiestoffwechsel nitrifizierender und Schwefel-oxidierender Arten. Diese Bakteriengruppen werden zugleich intensiven taxonomisch phylogenetischen Analysen unterworfen.
Ökologische Themenbereiche werden im Rahmen des Sonderforschungsbereiches 327 (Wechselwirkungen zwischen abiotischen und biotischen Prozessen in der Tide-Elbe) bearbeitet. Ziel dieser Untersuchungen ist unter anderem die Entwicklung von Modellen zur Darstellung bakterieller Aktivitäten in natürlichen, anthropogen belasteten Ökosystemen.
Fragen der biotechnologischen Nutzung von Mikroorganismen werden in drei Schwerpunkten bearbeitet:
Kongreßorganisation
Preisverleihungen
Wissenschaftliche Zusammenarbeit
Zusammenarbeit mit universitären Einrichtungen der hiesigen Universität und mit anderen Universitäten des In- und Auslandes findet auf zahlreichen Ebenen statt. Sie läßt sich listenmäßig nicht darstellen. Unter den außeruniversitären Einrichtungen, mit denen Zusammenarbeit gepflegt wird, sind besonders zu nennen:
Anwendung in der Praxis
Obwohl die Arbeitsbereiche und Abteilungen des Instituts primär Grundlagenforschung betreiben, sind eine Reihe von Forschungsvorhaben praxisbezogen. Hierzu gehören:
Technische Ausstattung
Ausstattungsmängel
Die Inbetriebnahme des neuen, großzügig geplanten Institutsgebäudes im Jahre 1982 und die damit verbundenen Investitionen an neuen wissenschaftlichen Geräten versetzten das Institut im Hinblick auf Raum- und Geräteausstattung in den letzten Jahren noch in einen zufriedenstellenden Stand. Aus diesem Grund, wie auch durch die verschiedenen, durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft, das Bundesministerium für Forschung und Technologie sowie durch die Industrie geförderten Projekte, ist die Zahl der Diplomanden und Doktoranden sowie der aus Drittmitteln bezahlten Wissenschaftler im Berichtszeitraum erheblich angestiegen (z.Z. Dipl. 20, Doktor. 67).
Große Sorgen bereiten allerdings die steigenden Kosten für Verbrauchsmittel und für Zeitschriften bzw. Bücher. Seit längerem kann der Bedarf an Verbrauchsmitteln aus dem zugewiesenen Verbrauchsmitteletat nicht befriedigt werden. Erhebliche Beträge müssen aus dem Gerätetitel transferiert und aus Drittmitteln aufgewendet werden, um den Bedarf an Verbrauchsmitteln zu decken. Wegen der steigenden Reperaturkosten für den nun alternden Gerätebestand entfällt in Zukunft die erstgenannte Möglichkeit. Für die Erneuerung der Geräte stehen nur minimale Mittel zur Verfügung. Der Einsatz neuer Methoden, die neu entwickelte Geräte erfordern, war nur durch die Drittmittelprojekte möglich. Die Aufrechterhaltung des Zeitschriftenbestandes bereitet ebenfalls von Jahr zu Jahr größere Schwierigkeiten und einige Zeitschriften mußten bereits abbestellt werden.
In personeller Hinsicht ist vor allem die Streichung von freien Planstellen für Wissenschaftler im Zuge der Einsparungsmaßnahmen sowie die geringe Zahl von Stellen für wissenschaftliche Assistenten zu bemängeln. Dies ist ein beklagenswertes Hemmnis für die Ausbildung eines qualifizierten Nachwuchses und damit auch ein Hemmnis für Forschungsinnovationen.
In zweiter Linie wird die im Verhältnis zur Zahl der Wissenschaftler geringe Zahl an Stellen für technische Assistenten(innen) als negativ empfunden. Dies wirkt sich verlangsamend auf die Realisierung der Forschungsprojekte aus.
Personell unterbesetzt ist der Bereich Institutsverwaltung für die Betreuung der Drittmittelprojekte und die Bearbeitung des neu etablierten Bereiches BIOGUM - Biotechnik, Gesellschaft und Umwelt.
Drittmittel 1996
| Fördereinrichtung | Betrag |
| BMBF | 2.910.500 |
| GTZ | 162.000 |
| UBA | 305.000 |
| EU-Mittel | 197.000 |
| Deutsche Bundesstiftung Umwelt | 463.300 |
| BML | 142.800 |
| DECHEMA e.V. | 159.800 |
| Hoechst Schering Agr Evo GmbH | 340.000 |
| Körber-Stiftung | 160.000 |
| Krupp Hoesch Stahl AG | 87.000 |
| Ackermann, Borries-Eckendorf, Langenst. Salatzucht GmbH | 60.000 |
| Deutscher Bundestag | 15.600 |
| RWE Energier AG u. Hamburger Stadtentwässerung | 141.000 |
| Wirtschaftsbehörde; Umweltbehörde; Baubehörde | 170.300 |
| Gesamtförderung | 5.314.300 |
Periodische Veröffentlichungen
