Wie und wann Pflanzen mit Bakterien zusammenarbeiten

20.04.2021 von Tom Leonhardt in Personalia, Neu berufen
Hülsenfrüchte, wie Erbsen oder Bohnen, sind besonders proteinreiche Nahrungsmittel. Der hohe Proteingehalt ist das Ergebnis eines komplexen Zusammenspiels zwischen Pflanzen und Bakterien. Prof. Dr. Katharina Markmann erforscht die Grundlagen dieses Prozesses, der Knöllchensymbiose. Seit 1. April ist sie Professorin für Molekulargenetik an der Uni Halle.
Katharina Markmann
Katharina Markmann (Foto: Maike Glöckner)

Fast alle Pflanzen haben eine Herausforderung: Damit sie gut wachsen können, sind sie auf Mineralstoffe – und hier in hohem Maße auf Stickstoff – aus dem Boden angewiesen. Elementarer Stickstoff befindet sich zwar in großen Mengen in der Luft, bleibt für die meisten Pflanzen aber unerreichbar. Nutzpflanzen müssen daher mit aufwändig produziertem Stickstoffdünger versorgt werden. Hülsenfrüchte haben für dieses Problem einen speziellen Trick entwickelt: An den Wurzeln gehen sie eine Symbiose mit Bakterien ein, die den Stickstoff aus der Luft binden können. „Die Bakterien geben den Pflanzen Stickstoff in Form von Ammonium und erhalten im Gegenzug Zucker und Mineralstoffe“, erklärt Markmann.

Damit der Austausch gelingt, haben Pflanzen eine Menge zu beachten: Sie müssen die nützlichen Bakterien von schädlichen unterscheiden und gleichzeitig darauf achten, dass sie insgesamt auch nicht zu viele davon aufnehmen. „An dem Kontrollprozess ist die gesamte Pflanze von Spross bis Wurzel beteiligt. Dies erfordert ein Kommunikationssystem zwischen den Organen“, erklärt die Wissenschaftlerin. Sie erforscht sowohl die molekularen Grundlagen für diese Kommunikation als auch die genetischen Details für die Symbiose zwischen Pflanzen und Bakterien.

Markmann hat in Marburg Biologie studiert und wurde 2009 an der Ludwig-Maximilians-Universität München promoviert. Danach forschte sie an der Universität Aarhus in Dänemark als Post-Doktorandin und Gruppenleiterin, bis sie 2017 als Nachwuchsgruppenleiterin an die Universität Tübingen wechselte, wo sie bis zuletzt tätig war. An der MLU will sich die Wissenschaftlerin in bestehende Forschungsprogramme einbringen und die Lehre im Bereich der Genetik aktiv mitgestalten.


 

Prof. Dr. Katharina Markmann
Molekulargenetik
E-Mail: katharina.markmann@genetik.uni-halle.de

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BiologieGenetik

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