Lead
Die Produktivität der Kulturpflanzen wird durch äussere Faktoren wie die Lichtqualität, die Umgebungstemperatur, biotischen oder abiotischen Stress beeinflusst. Pflanzen reagieren auf diese Faktoren mit der Freisetzung bestimmter chemischen Substanzen durch die Wurzeln (Wurzelexudate). Diese spielen eine wichtige Rolle bei der Nährstoffaufnahme, aber auch bei der Abwehr von Pathogenen und Frassfeinden. Dabei bestimmt die Genetik der Kulturpflanze das Spektrum der Wurzelexudate. Gleichermassen können bestimmte Mikroben, welche sich um die Wurzel ansiedeln (Wurzelmikrobiom) die Produktivität der Pflanzen erhöhen. Deswegen besteht ein grosses Interesse in der Landwirtschaft, optimale Kulturpflanzen mit einem optimalem Wurzelmikrobiom anzubauen und die Ernte zu maximieren.

Lay summary
Obwohl der Einfluss der Wurzelexudate auf das Wurzelmikrobiom bekannt ist, sind die für diese Exudate verantwortlichen Gene in der Pflanze weitestgehend unerforscht. Mit der Arbeit dieses Projektes sollen die Gene identifiziert werden, welche das Spektrum der Wurzelexudate verändern. Dabei dient uns Arabidopsis thaliana als Modelpflanze, da eine grosse Kollektion natürlicher Varianten (Ecotypen) existiert. In einer genomweiten Assoziationsstudie (GWAS) konnten wir verschiedene genetische Unterschiede zwischen den Ecotypen bestimmen, welche mit dem Vorhandensein bestimmter Wurzelexudate korrelieren. Durch neue Technologien in der Forschung können iwr nun prüfen, ob Veränderungen in diesen Genen auch die Wurzelexudate verändern. Anhand eines synthetischen Mikrobioms (bestehend aus wenigen vorselektierten Mikrobenspezies) lassen sich Exudate bestimmen, die einen Einfluss auf die Zusammensetzung des Bodenmikrobiomes haben. Unsere Ergebnisse leisten einen Beitrag für Forschung und Landwirtschaft sein und zur Optimierung des Anbaus der Kulturpflanzen.