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DFG-Forschergruppe 1186 Photorespiration: Origins and Metabolic Integration in Interacting Compartments (Promics), Teilprojekt 1: Rate-limiting steps in photorespiratory metabolism and their importance for metabolic regulation
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PROJEKT: Die Photosynthese der Pflanzen und Mikroorganismen bildet direkt oder indirekt die Lebensgrundlage für alle anderen Lebewesen, auch für uns Menschen. Global entnimmt sie der Atmosphäre im Jahr etwa 420 Milliarden t CO2, jeweils etwa zur Hälfte in den Ozeanen und Seen sowie auf dem Festland. Mit der Primärproduktion pflanzlicher oder mikrobieller Biomasse bildet sie so den Ausgangspunkt fast aller Nahrungsketten. Ohne Photosynthese gäbe es keine Wälder und keine Blumen, aber auch keine Käfer, Fische oder Vögel. Dieser für das Leben auf der Erde unverzichtbare Stoffwechselprozess wurde vor etwa 3 Milliarden Jahren von Cyanobakterien 'erfunden'.
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Der atmosphärische Sauerstoff ist zunächst lediglich ein Abfallprodukt der Photosynthese, wirkt aber auch auf die CO2-Aufnahme der Pflanzen zurück. In einem Photorespiration genannten Prozess werden so in Gegenwart von Sauerstoff bis zu 50% des gerade erst aufgenommenen CO2 sofort wieder abgegeben: je höher die Temperatur, desto ausgeprägter erfolgt Photorespiration. Noch vor wenigen Jahren wurde fast ausschließlich diese verschwenderische Seite der Photorespiration gesehen. Seit kurzem setzt sich jedoch die Erkenntnis durch, dass die Photorespiration die Pflanzen und photosynthetischen Mikroorganismen vor Sauerstoffvergiftung schützt. In diesem Sinn macht die nur scheinbar verschwenderische Photorespiration die produktive Photosynthese erst möglich.
Diesen sowohl aus evolutionsbiologischer Sicht als auch für die landwirtschaftliche Produktivität (wichtige Stichworte sind dabei globale Erwärmung und nachwachsende Rohstoffe) bedeutsamen Konflikt versuchen die in 'Promics' zusammen arbeitenden Forschungsgruppen besser zu verstehen. Im Mittelpunkt der Forschungsarbeiten stehen Pflanzen und Cyanobakterien. Wie ist Photorespiration entstanden und wie funktioniert sie? Können die negativen Wirkungen vermindert und die produktiven Effekte verbessert werden? An der Beantwortung dieser Fragen arbeiten Wissenschaftler und Wissenschaftlerinnen der Universitäten Rostock, Düsseldorf und Hannover, der Max-Planck-Gesellschaft und der Helmholtz-Gemeinschaft gemeinsam mit ausländischen Laboratorien. Zunächst sind zwei Phasen von jeweils drei Jahren für diese Forschungsarbeiten vorgesehen.
Kontakt:
Prof. Dr. Hermann Bauwe
Abteilung Pflanzenphysiologie, Universität Rostock
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Öffentlich finanzierte Forschungsprojekte 
für Projekte
uni-rostock.de
