Pflanzenwurzeln nehmen Wasser und Nährstoffe aus dem Boden auf und bieten zusätzlich mechanische Verankerung. Die Funktion der Wurzeln ist entscheidend für eine hohe landwirtschaftliche Produktion, und wurzelbezogene Eigenschaften wurden als Zuchtziele identifiziert, um den aktuellen klimatischen und ernährungsbedingten Herausforderungen gerecht zu werden.

Pflanzen haben viele Strategien entwickelt, um mit niedriger Nährstoffverfügbarkeit und Trockenheit umzugehen. Wir untersuchen die Wurzelsystemarchitektur, die Wurzelanatomie, die molekularen Prozesse sowie die Prozesse und die Biota der Wurzelrhizosphäre, um diese Strategien zu verstehen. Zu den Highlights unserer aktuellen Arbeit gehören:

• Phänotypisierung der Variation von Wurzelt Eigenschaften bei verschiedenen Nutzpflanzen und Genotypen (z. B. https://www.wishroots-ejpsoil.net/)
• Untersuchung, wie Pflanzenwurzeln alternative Dünger aus Algenbiomasse nutzen
• Nachweis, wie bestimmte Rhizosphärenbakterien das Pflanzenwachstum durch die Analyse pflanzlicher molekularer Mechanismen fördern können
• Entdeckung von Viren, die schädliche Bakterien abtöten und die Pflanze schützen

Da Boden ein komplexes Ökosystem ist, das durch viele biologische, chemische und physikalische Prozesse gekennzeichnet ist, erfordert das Verständnis der Suchstrategien von Wurzeln einen integrierten Ansatz. Wir entwickeln Modelle, die das Wurzelwachstum und die Bodenprozesse simulieren, und verwenden diese, um die kritischen Schritte zu verstehen. Zu den jüngsten Highlights unserer Modellierungsarbeit gehören:

• Entdeckung neuer Eigenschaften, die für die Phosphoraufnahme in Reis wichtig sind
• Modellierung der Wechselwirkungen zwischen nitrifizierenden Bakterien, Pflanzenwurzeln und Stickstoffverlusten im Boden
• Quantifizierung der Bedeutung vieler Wurzelt Eigenschaften für die Nährstoffaufnahme in unterschiedlichen Umgebungen
• Entwicklung einer mobilen App, die im Hintergrund ein Modell verwendet, um den Wasserbedarf eines Maniokfeldes vorherzusagen