5. Proteine in der Steuerung pflanzlicher Prozesse
Pflanzen nehmen Ihre Umwelt wahr und reagieren z. B. auf Stress durch Pathogen-Befall oder Insektenfraß, erhöhte Lichteinstrahlung oder steigende Temperaturen mit molekularen Anpassungen. Sowohl die Wahrnehmung der Umweltsignale als auch ihre Übersetzung in intrazelluläre Signale beruht auf der Funktion von Proteinen. Als ein besonderes pflanzenspezifisches Merkmal kommt hinzu, dass Pflanzen eine Reihe von einzigartigen Synthesemöglichkeiten besitzen, die sich insbesondere im sogenannten Sekundärstoffwechsel manifestieren. Die Sekundärmetabolite werden unter spezifischen Bedingungen synthetisiert und dienen dem Schutz vor Pathogenen oder Fraßfeinden sowie der Kommunikation zwischen Pflanzenindividuen innerhalb einer Population. Häufig hängt der Ertrag von Nutzpflanzen stark von der Fähigkeit ab, schützende Substanzen zu synthetisieren. Auch die Verwertung der Nährstoffe und das Zusammenspiel zwischen Primär- und Sekundär- Stoffwechsel bestimmen die Biomasseproduktion einer Pflanze.
Neben der Aufklärung der molekularen Details ist es ein besonderes Anliegen der Pflanzenforschung, die dynamischen molekularen Reaktionen der Pflanzen auf Ihre Umwelt und die Konsequenz dieser Reaktionen für die Leistung der Pflanze als komplexes biologisches System zu verstehen. Die integrierte Analyse der bearbeiteten Prozesse stellt also ein wichtiges Markenzeichen der Pflanzenforschung dar. Dazu gehört eine möglichst vollständige Kartierung der zellulären Bestandteile und Ihrer funktionellen Wechselwirkungen. Genetische und genomische Analysen erleichtern die Einordnung spezifischer molekularer Vorgänge in den funktionellen Zusammenhang des gesamten Organismus und sind auch für pflanzenzüchterische Anstrengungen von ökonomischer Bedeutung.