Bäume im Klimawandel
Bäume können nicht einfach ihren Standort verlassen, sondern müssen die herrschenden Klimabedingungen auch noch in mehreren Jahrzehnten oder Jahrhunderten überleben können. Ich interessiere mich für ökophysiologische Prozesse in Waldbäumen sowie die molekularen Mechanismen von abiotischen Stressfaktoren und forsche an der Trockenheits- und Salzstresstoleranz in Pappeln.
Kooperationspartner: Klimawald Berlin / PD Dr. Manfred Forstreuter, Freie Universität Berlin / Leibniz-Institut für Agrartechnik und Bioökonomie Potsdam
CRISPR/Cas-Genschere in Waldbäumen
Bei herkömmlichen Nutzpflanzen ist die Funktionsweise von Genscheren bereits gut erforscht. Gemeinsam mit meinem Team übertrage ich dieses Wissen auf Pappeln und passe die molekularen Mechanismen für unsere Modellbäume an. Dabei testen wir unterschiedliche Genscheren, wie Cas9, Cas12a und Nickasen.
Ein besonderer Erfolg gelang uns 2025: Wir konnten weltweit erstmals CRISPR/Cas-Genomeditierungen in der Rotbuche, der wichtigsten mitteleuropäischen Laubbaumart, erreichen.
DNA-freie Genomeditierung mit CRISPR-Genscheren
Auf klassischem Wege werden transgene Elemente in Pflanzen überführt, um eine Genomeditierung auszulösen. Mit meinem Team arbeite ich an neuen Wegen: Genomeditierungen sollen in Pflanzen erreicht werden, ohne überhaupt fremde DNA mit den Pflanzenzellen in Berührung zu bringen.
Das Projekt wurde unter der Kurzbezeichnung „aProPop“ vom Bundesministerium für Bildung und Forschung gefördert.
Minimalinvasive Genomeditierungen
Die herkömmliche Genomeditierung setzt eine Mutation an einer festgelegten Stelle in der Erbinformation von Pflanzen, die eine bestimmte Auswirkung auf den Phänotyp hat. In meiner Forschungsgruppe arbeiten wir an neuen, ausgefeilten Methoden. Das Ziel ist eine effiziente Editierung und die Reduktion von möglichen Off-Target-Effekten, um die Biosicherheit dieser Veränderungen zu optimieren.
Transformationssysteme
Eine genetische Transformation ist die Übertragung von DNA in eine Zelle. Hierfür gibt es viele verschiedene Methoden. Es ist eine Besonderheit, dass meinem Team eine besonders große Methodenauswahl zur Verfügung steht. Wir können mit Agrobakterien, mit PEG in Protoplasten und ballistisch mit einer Particle Gun transformieren. Mit dieser breiten Aufstellung können wir unterschiedliche Pflanzenarten erschließen.
Ich interessiere mich für Transformationssysteme für die Rotbuche (Fagus sylvatica), Gemeine Esche (Fraxinus excelsior), Chinesischer Götterbaum (Ailanthus altissima) und Stieleiche (Quercus robur). Die ersten drei Baumarten handelt es sich um weltweit erste Versuche zur Transformation.
Molekulare Ökologie
Ökologische Fragestellungen und Techniken mit molekularen Methoden zu verbinden – diesen Ansatz verfolge ich in unterschiedlichen Projekten, auch bei studentischen Abschlussarbeiten. Ziel ist dabei, ein ganzheitliches Bild zu erhalten und mit einer breiten Datengrundlage zuverlässige Ergebnisse zu erzielen.
Biomasse-Steigerung in Pappeln
Pappeln werden als nachwachsende Rohstoffe verwendet und lassen sich auch weiterhin optimieren, um eine hohe Effizienz bei der Produktion zu erreichen. Während meiner Promotion untersuchte ich unterschiedliche Gene, um die Biomassebildung in Pappeln zu steigern.
Das Projekt wurde unter der Kurzbezeichnung „PopMass“ vom Bundesministerium für Bildung und Forschung gefördert.
Einige Worte zur Forschungsförderung
– Compliance –
Alle meine bisherigen Forschungsprojekte sind öffentlich gefördert, namentlich vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (bis Februar 2021).
Seit März 2021 wird meine Forschung vom Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft gefördert. Die dazugehörigen Förderinitiativen wurden vom Deutschen Bundestag beschlossen.
Ich betreibe keine Forschung für (oder gegen) private Unternehmen und habe bislang keine Forschungsgelder aus der Industrie erhalten.
Forschungspartner:innen
Meine Forschung betreibe ich am Thünen-Institut für Forstgenetik in Großhansdorf, gemeinsam mit einem großen Team in meiner Forschungsgruppe sowie vielen hilfsbereiten Kolleg:innen. Ihnen danke ich für ihre Mitarbeit ganz herzlich.
In meinen Forschungsprojekten arbeite oder arbeitete ich zusammen mit Arbeitsgruppen aus verschiedenen Institutionen:
Aktuelle Kooperationen (Stand November 2025)
Freie Universität Berlin (PD Dr. Manfred Forstreuter)
Technische Universität Braunschweig (Prof. Dr. Boas Pucker)
Universität Bonn (Prof. Dr. Lukas Schreiber, Dr. Paul Grünhofer)
Humboldt-Universität Berlin (Dr. Andrea Rupps)
Universität Düsseldorf, CPGE (Dr. Götz Hensel)
Karlsruhe Institute of Technology (Prof. Holger Puchta)
Universität Hamburg (Dr. Dirk Becker & Prof. Julia Kehr)
Thünen-Institut (PD Dr. Birgit Kerstin, Dr. Ben Bubner, Prof. Dr. Andreas Krause)
Vorherige Kooperationen
University of Tuscia, Viterbo, Italien (Dr. Silvia Turco)
Universität Göttingen (PD Teichmann)
Julius-Kühn-Institut für Züchtungsforschung an Obst (Dr. Schröpfer)
Universität Bremen (Prof. Nehls)
Freie Universität Berlin (Prof. Schmülling)
Universität Freiburg (PD Welsch)
Universität Potsdam (Prof. Müller-Röber)
Fraunhofer IAP Potsdam (Dr. Hettrich)
Leibniz-Institut für Agrartechnik Potsdam
Internationale Aktivitäten
Ich bin Mitglied des internationalen Leitungsgremiums der EU COST-Action „CopyTree“. Neben den Planungsmeetings zu Tagungen, Austauschprogrammen und Finanzierungsplänen bin ich für die Organisation und Durchführung der Webinarreihe verantwortlich.