Organismische Botanik und Mykologie

Pilze und deren vielfältigen Interaktionen mit Pflanzen stehen im Fokus unserer Forschung und Lehre. Während mutualistische Interaktionen wie z.B. Mykorrhiza oder Flechten für beide Partner einen Vorteil bieten, sind parasitische Interaktionen nur für einen Partner vorteilhaft. Dabei gibt es viele spezifische und unspezifische Parasiten, die ganz unterschiedliche ökologische Strategien entwickelt haben. In der Evolution tragen diese verschiedenen Interaktionen jedoch alle zur Diversifizierung der Arten bei und die Vielfalt der Arten und Ökosysteme ist nicht zuletzt das Ergebnis dieser Interaktionen.

In der Lehre versuchen wir auf verschiedenen Ebenen sowohl einen Einstieg in die Mykologie zu ermöglichen als auch eine Vertiefung in einzelne Themen, die in unserer Forschung eine Rolle spielen. Dabei decken wir ein breites Methodenspektrum ab – von der Sammelarbeit im Gelände, über Elektronenmikroskopie bis zur Molekularbiologie und Genomik.

Evolution der Wirtsspezifität

Pflanzenparasiten wie die Brand- oder Rostpilze sind auf lebende Wirtspflanzen angewiesen und deshalb haben sich im Laufe der Evolution fein abgestimmte Infektionswege entwickelt. Dadurch sind viele spezifische Interaktionen entstanden, die auf der einen Seite unterschiedliche Infektionsmechanismen und auf der anderen Seite besondere Abwehrmechanismen umfassen. Durch Infektionsversuche, verschiedene bildgebende Verfahren und vergleichende Genomik versuchen wir die Mechanismen der unterschiedlichen Arten zu verstehen. Dabei schauen wir insbesondere Prozesse der Artbildung, Hybridisierung und Koevolution an. Im Rahmen des Schwerpunktprogrammes Taxon-Omics (https://www.taxon-omics.com) untersuchen wir dabei vor allem, wie moderne Taxonomie auch beschleunigt werden kann um die große Vielfalt der Pilze zu beschreiben.

Microbiome

Da viele Pilze als Saprophyten nahezu jedes Substrat, das genügend Nährstoffe bietet, besiedeln können, sind sie meist miteinander vergesellschaftet und kommen in jedem Habitat in teilweise sehr großen Arten- und Individuenzahlen vor. Deshalb interessieren wir uns für die Interaktion von ganzen Pilzgemeinschaften mit Pflanzen – an der Wurzel, auf dem Blatt oder im Nektar der Blüten. Diese charakterisieren wir mit Hilfe von Metabarcoding-Ansätzen. Dabei wird zunehmend deutlich, dass das Microbiom der Pflanzen einen großen Effekt auf ganze Ökosysteme haben kann. In Hamburg möchten wir dabei insbesondere die Rolle der Pilzgemeinschaften beim Klimawandel analysieren.

Thermophilie der Pilze

Da Pilze beim Substratabbau einen hohen Stoffwechsel haben können, tragen sie teilweise zur Erhitzung des Substrates bei. In einem Komposthaufen können Pilze z.B. Temperaturen von über 50°C oder 60°C verursachen und dabei noch erfolgreich überleben. In einem Projekt, bei dem wir hitzestabile Enzyme identifizieren möchten, suchen wir aktuell gezielt nach thermophilen und thermotoleranten Arten und untersuchen deren Wachstumsverhalten. Darüber hinaus schauen wir uns gezielt die Transkriptome bei unterschiedlichen Bedingungen an, um die verschiedenen Anpassungen zu verstehen.

Langzeit Dynamik von Weideland

Dr. habil. Ute Schmiedel untersucht mit ihrem Team die räumlichen Muster in trockenem Weideland und deren langfristiger Dynamik in Südafrika. Dabei sind insbesondere Feldarbeit und Langzeitbeobachtungen wichtige Methoden, um die Mechanismen der Musterbildung zu verstehen.

Loki-Schmidt-Garten

Als Direktor des Loki-Schmidt-Gartens ist Professor Begerow auch für den Botanischen Garten in Klein Flottbek und die Schaugewächshäuser in Planten un Blomen verantwortlich. Gemeinsam mit dem Herbarium Hamburgense und den Sammlungen der Nutzpflanzen im Loki Schmidt Haus sind damit die Botanischen Sammlungen in einer Hand. Damit soll in Zukunft vor allem die wissenschaftliche Ausrichtung dieser Sammlungen weiterentwickelt und gestärkt werden.