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Pflanzen-Phänotypen und Nano-Metalle – Zwei neue Sonderforschungsbereiche für die Universität Potsdam

Foto zweier Pflanzen
Animation eines chemischen Prozesses
Photo : Phil Wigge
Zwei genetisch identische Arabidopsis-thaliana-Pflanzen, die bei unterschiedlichen Temperaturen gewachsen sind (18°C links, 23°C rechts), zeigen ein unterschiedliches Erscheinungsbild aufgrund ihrer phänotypischen Plastizität.
Photo : Felix Stete
Licht wird durch den Nanopartikel fokussiert und die Energie lokal in verschiedene Formen umgewandelt, die dann Chemische Transformation antreiben.

Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler der Mathematisch-Naturwissenschaftlichen Fakultät der Universität Potsdam sind mit gleich zwei Anträgen für Sonderforschungsbereiche bei der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) erfolgreich. Die „Phänotypische Plastizität bei Pflanzen“ wird der Forschungsschwerpunkt im SFB 1644 sein, während im SFB 1636 „Lichtgetriebene chemische Reaktionen an nanoskaligen Metallen“ untersucht werden. „Mit den beiden neuen Vorhaben verdoppeln wir die Anzahl der an der Universität Potsdam angesiedelten Sonderforschungsbereiche“, sagt der Präsident der Universität Potsdam, Prof. Oliver Günther, Ph.D. „Ein grandioser Erfolg, der die intensiven Vorarbeiten vieler Kolleginnen und Kollegen angemessen würdigt. Ganz besonders erwähnen möchte ich hier die vielen Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler in frühen Karrierephasen, die an der UP Qualifikationsstellen innehaben und über ihre in Promotionen und Publikationen dokumentierte Forschung ganz wesentlich zu diesem Erfolg beigetragen haben. Deswegen wollen wir diesen Bereich qualitativ und quantitativ weiter ausbauen – mit mehr Qualifikationsstellen zu guten Arbeitsbedingungen.“

Der Sonderforschungsbereich 1636 „Elementary Processes of Light-Driven Reactions at Nanoscale Metals“ ist eine gemeinsame Initiative der Institute für Chemie und für Physik und Astronomie der Universität Potsdam in enger Zusammenarbeit mit außeruniversitären Einrichtungen und Forschenden der Humboldt Universität zu Berlin. Das wissenschaftliche Ziel ist die Entwicklung eines umfassenden, grundlegenden mikroskopischen Verständnisses der elementaren Prozesse, die zu lichtgesteuerten chemischen Reaktionen an Metallen im Nanomaßstab führen. Die lichtgetriebene Chemie von Nano-Metallen ist ein aufstrebendes, interdisziplinäres Forschungsfeld. Es stützt sich auf experimentelle und theoretische Grundlagen aus der Nano-Optik, der Physik kondensierter Materie sowie der physikalischen, organischen und anorganischen Chemie. Die Vision besteht darin, chemische Reaktionen an Metallen im Nanomaßstab durch Licht anzutreiben, effizienter zu machen und langfristig auch energetisch durch Sonnenlicht zu ermöglichen. „Wir wollen zunächst die grundlegenden Prozesse verstehen, die Lichtenergie auf molekulare Längenskalen fokussiert und selektiv chemische Reaktionen antreibt. An diesem faszinierenden Übergang zwischen Physik und Chemie sind noch viele Fragen unbeantwortet und wir können unsere Konzepte schon jetzt auf organische Kupplungsreaktionen und Polymerisationen anwenden, z.B. um Nanopartikel asymmetrisch zu funktionalisieren“, sagt Prof. Dr. Matias Bargheer, gemeinsam mit Prof. Dr. Ilko Bald Sprecher des SFB 1636.

Der SFB 1636 besteht aus zwölf wissenschaftlichen Teilprojekten, einem Graduiertenkolleg, und vier zentralen Projekten, welche die Forschenden durch chemische Synthesen, optische Technologien, Wissenschaftskommunikation und Verwaltung unterstützen. Von den 27 Antragstellenden sind 19 an der Universität Potsdam im Institut für Chemie und im Institut für Physik und Astronomie tätig. Zu den weiteren beteiligten Institutionen zählen das Helmholtz-Zentrum Berlin, das Fraunhofer IAP, die Berliner Hochschule für Technik, das Deutsche Elektronen Synchrotron und die Humboldt-Universität zu Berlin.

Phänotypische Plastizität ist die Eigenschaft von Organismen, je nach Umweltbedingungen verschiedene Erscheinungsbilder zu gestalten. Damit reagieren beispielsweise Pflanzen auf ihre Umwelt und können sich trotz gleicher Erbanlagen unterschiedlich entwickeln. Der Sonderforschungsbereich 1644 „Phänotypische Plastizität bei Pflanzen“ verfolgt ein interdisziplinäres Forschungsprogramm, um zu verstehen, worauf Plastizität auf molekularer Ebene beruht, wie sie sich in der Evolution verändert, und was das Ausmaß der Plastizität begrenzt. „Dazu nutzen wir die Beobachtung, dass sich das Ausmaß der Plastizität selbst erblich zwischen Individuen einer Art unterscheidet“, sagt Prof. Dr. Michael Lenhard, Sprecher des SFB 1644. „Dies erlaubt es zu bestimmen, welche genetischen Unterschiede zwischen Individuen ihrer unterschiedlichen Umweltantwort zugrunde liegen.“ Mit dem Wissen um die verantwortlichen Gene kann langfristig die Umweltantwort von Nutzpflanzen so angepasst werden, dass sie auch bei veränderten Umweltbedingungen hohe Erträge liefern.

Der SFB 1644 besteht aus 17 wissenschaftlichen Teilprojekten, einem Syntheseprojekt und einem zentralen Verwaltungsprojekt. Von den 20 Antragstellenden stammen zwölf von der Universität Potsdam aus dem Institut für Biochemie und Biologie, außerdem sind das Max-Planck-Institut für Molekulare Pflanzenphysiologie, die Humboldt-Universität zu Berlin, die Universität zu Köln, das Hasso-Plattner-Institut sowie das Leibniz-Institut für Gemüse- und Zierpflanzenbau beteiligt.

Weitere Informationen:
Zum SFB 1636: https://www.uni-potsdam.de/en/sfb1636

Kontakt:
SFB 1636: „Elementary Processes of Light-Driven Reactions at Nanoscale Metals“

Prof. Dr. Matias Bargheer, Ultraschnelle Dynamik in kondensierter Materie, Institut für Physik und Astronomie
Tel.: 0331 977-4272
E-Mail: matias.bargheeruni-potsdamde SFB 1644: „Phänotypische Plastizität bei Pflanzen“
Prof. Dr. Michael Lenhard, Genetik, Institut für Biochemie und Biologie
Tel.: 0331 977-5580
E-Mail: michael.lenharduni-potsdamde

Medieninformation 24-11-2023 / Nr. 122