Dr. Shizue Matsubara
ICG-3 Phytosphäre: Wachstum und Metabolismus

Der Schwerpunkt meiner Forschungsarbeiten besteht darin herauszufinden, wie Blätter Umweltsignale erfassen und durch Änderungen ihrer Struktur und Funktion während der gesamten Entwicklung auf diese reagieren. In Blättern, dem primären photosynthetischen Organ höherer Pflanzen, können kurzzeitige Schwankungen von Umwelteinflüssen schnelle und reversible Reaktionen auslösen (z.B. Lichtenergiedissipation), während Langzeitsignale zu langsam reversiblen oder irreversiblen Reaktionen führen können (z.B. Sonne-Schatten-Akklimatisierung). Einige der Langzeitreaktionen sind im jährlichen Lebenszyklus von Pflanzen programmiert und werden während des allmählichen Wechsels der Jahreszeiten sequentiell induziert (z.B. Winterakklimatisierung).

Durch die Verwendung mehrjähriger holziger Spezies möchte ich besonders folgende Fragen behandeln:

• Wie verarbeiten und übersetzen Pflanzen Umweltsignale unterschiedlicher Stärke und Frequenz in spezifische Reaktionen der Blätter? Wie werden die Reaktionen in verschiedenen Kompartimenten innerhalb einer Zelle oder eines Blattes koordiniert?
• Wie werden lokale Reaktionen in Blättern in die Regulation von Wachstum und Funktion der ganzen Pflanze integriert? Welche Rolle spielen andere Blätter oder Organe (z.B. Wurzeln) bei der Bestimmung der Blattontogenie?
• Wie stark variiert die Sensibilität für ein bestimmtes Signal (z.B. Licht) unter nah verwandten Spezies? Hat der Unterschied in der Sensibilität eine adaptive Bedeutung in ihren Lebensräumen?
• Was passiert mit genetisch programmierten Reaktionen (z.B. saisonale Reaktionen), wenn Pflanzen unerwartete oder unbekannte Signalmuster aus der Umwelt erhalten? Wie reagieren verschiedene Spezies auf dieselben Umweltveränderungen?

Dr. Shizue Matsubara
Forschungszentrum Jülich
ICG-3 (Phytosphäre)
52425 Jülich
Germany

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