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Dr. Dorothea Bartels

 

 

Bartels

 

Professorin für Botanik, Biochemie
und Physiologie der Pflanzen

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Die Pflanzenmolekularbiologie wird von mir innerhalb der Botanik vertreten. Es ist eine recht junge Wissenschaftsrichtung. Die Pflanzenmolekularbiologie hat neue Dimensionen in der Pflanzenzüchtung eröffnet. Es wird möglich sein, Pflanzen mit wertvollen, maßgeschneiderten Inhaltsstoffen für vielfältige Anwendungen zu züchten oder umweltverträgliche biotechnische Syntheseverfahren zu entwickeln. Meine Arbeitsgruppe erforscht, wie Pflanzen mit wenig Wasser auskommen und Trockenperioden besser überstehen. Zur Identifizierung von Genen, die für die Ausprägung von Trockentoleranz verantwortlich sind, benutzen wir eine südafrikanische Pflanze, die völliges Austrocknen fast schadlos überstehen kann.

Biographisches

Geboren 1951 in Hannover, Schulzeit von 1958–1970, (der Chemieunterricht prägte mein Interesse an analytischem Denken und chemischen Strukturen)

1970–1975 Studium der Biologie und Chemie an der Universität Hannover,
1975 als Abschluss des Studiums 1. Staatsexamen.

Während der Studienzeit konnte ich durch einen Lehrauftrag im Schulunterricht Erfahrungen sammeln. Die experimentelle Staatsexamensarbeit weckte mein Interesse an der Forschung, so dass ich beschloss, eine Promotionsarbeit anzufertigen. Das Thema dieser Arbeit lag im Gebiet der pflanzlichen Biochemie. Während dieser Zeit etablierte sich die Molekularbiologie als neue Wissenschaft. Vorträge von Pionieren der Molekularbiologie bei ersten internationalen Kongressen beeindruckten mich, so dass ich als Postdoc von 1980 bis 1985 an das Plant Breeding Institute nach Cambridge (UK) ging, wo ich die Molekularbiologie erlernen und ausüben konnte. Die Arbeitsatmosphäre an dem Institut und die Begegnung mit vielen internationalen Wissenschaftlern waren besonders inspirierend und prägend für meine weitere Karriere.

Aufgrund der gesammelten Erfahrungen wurde mir am Max-Planck-Institut für Züchtungsforschung in Köln eine Stelle als Arbeitsgruppenleiterin angeboten, die ich bis 1997 innehatte, bis ich an der Universität in Bonn tätig wurde. Diese Stelle und die wissenschaftliche Umgebung des Instituts ermöglichten mir, mein eigenes Arbeitsgebiet (Erforschung der molekularen Mechanismen von Trockentoleranz) und eine Arbeitsgruppe aufzubauen. Von Mai 2001 bis April 2003 war ich als Professorin und Abteilungsleiterin an der Vrije Universiteit Amsterdam, Niederlande, tätig, bis ich 2003 nach Bonn zurückkam. Durch die Tätigkeit in den Niederlanden konnte ich anregende Erfahrungen sammeln im Universitätsmanagement und in anderen Unterrichtsformen wie z. B. Bachelor / Masterstudiengängen.

Die Einsicht in andere Universitäten ist wichtig, um Visionen und Strategien zu entwickeln für die Zukunft von Unterricht und Forschung. Inzwischen habe ich auch an der Universität Bonn Erfahrungen gesammelt in der Universitätsverwaltung wie Rektorat und Dekanat. Die Forschung und damit verbunden der internationale Wettbewerb sowie der Umgang mit wechselnden Studentengruppen stellen immer wieder neue Probleme und Herausforderungen dar, die häufig zur Begegnung mit interessanten Menschen führen.

Forschung

Meine Arbeitsgruppe befasst sich mit der molekularen Grundlage von Trockentoleranz bei Pflanzen. Zu diesem Zweck arbeiten wir vorwiegend mit einer so genannten Wiederauferstehungspflanze, die sich an extreme Trockenheit anpassen kann, Craterostigma plantagineum. Diese Pflanze, die zur Familie der Rachenblütler (Scrophulariaceae) gehört, kommt ursprünglich aus Südafrika und hat die bemerkenswerte Fähigkeit, extreme Trockenperioden zu überleben, wie unsere Bilder zeigen.

Abb 1  Abb. 2 Abb.3

Die erste Abbildung zeigt eine Pflanze vor der Austrocknung; die zweite Abbildung zeigt Pflanzen, nachdem sie über einen mehrtägigen Zeitraum kein Wasser bekommen haben. Die Pflanzen können in diesem Trockenstadium eine lange Zeit überleben. Die dritte Abbildung zeigt Pflanzen, die wiederbewässert wurden, nach 24 Stunden.

Craterostigma ist deshalb als Modellsystem besonders geeignet, weil auch Kallus nach Behandlung mit dem Pflanzenhormon Abszisinsäure (ABA) trockentolerant wird. Die ABA-Behandlung induziert Trockentoleranz und gleichzeitig werden auf molekularer Ebene die Gene exprimiert, die in der ganzen Pflanze während des Austrocknungsprozesses aktiv sind. Viele Gene, die an beiden Prozessen, Austrocknung und Wiederbewässerung, beteiligt sind, sind von Craterostigma isoliert worden. Einige der Gene sind homolog zu Genen, die man in Embryos von heranreifenden Samen findet. Diese Beobachtung weist daraufhin, dass diese Gene an der Ausbildung der Trockentoleranz beteiligt sind. Die funktionelle Analyse von diesen Genen und Proteinen sind wichtige Untersuchungsobjekte der Arbeitsgruppe. Die Arbeit der Gruppe beschäftigt sich besonders mit Genregulierung und Signaltransduktion während des Austrocknungsprozesses.

Ein anderes Forschungsgebiet sind Veränderungen im Zuckerstoffwechsel. In der nicht gestressten Pflanze tritt der ungewöhnliche Zucker 2-Oktulose in großen Mengen in den Blättern auf. Während des Austrocknens wird die Oktulose in Saccharose umgewandelt und umgekehrt bei der Wiederbewässerung. Es wird angenommen, dass der Zucker eine Schutzfunktion hat. Außer Craterostigma plantagineum benutzen wir das trockentolerante Gras Oropetium thomaeum aus Indien, sowie heranreifende Embryonen der Gerste für die Untersuchung der Trockentoleranz. 

(2005)

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