Freeze Me If You Can: Cryopreserving Solanum dulcamara
- Beschreibung
##English version below
Die Erhaltung pflanzlicher genetischer Ressourcen ist für die Biodiversitätsforschung von entscheidender Bedeutung. Dies umfasst die Erhaltung (a) genetischer Ressourcen von Arten, die durch schwer keimende Samen vermehrt werden, sowie von vegetativ vermehrten Arten, (b) seltener und gefährdeter Pflanzen und (c) wertvoller biotechnologischer Produkte wie Elite-Genotypen und gentechnisch verändertem Material.
Für die Langzeitkonservierung bietet die Kryokonservierung eine leistungsstarke Lösung. Bei extrem niedrigen Temperaturen kann Pflanzenmaterial über lange Zeiträume ohne Veränderungen oder Beschädigungen konserviert, vor Kontamination geschützt und mit minimalem Aufwand aufbewahrt werden.
Die Kryokonservierung von Pflanzenzellen kann jedoch eine Herausforderung darstellen, da die Zellvitalität und das Regenerationsvermögen nach dem Auftauen oft beeinträchtigtsind. Zur Lösung dieses Problems wurden verschiedene Ansätze entwickelt, darunter langsames Einfrieren, Vitrifikation und Verkapselung mit anschließender Dehydratation. In der Praxis müssen die Protokolle häufig für einzelne Pflanzenarten oder Zelllinien optimiert werden.
In unserer Arbeitsgruppe haben wir zahlreiche Genotypen der europäischen Wildpflanze Solanum dulcamara (Bitterer Nachtschatten) aus ganz Europa und Nordamerika gesammelt. Diese Sammlung dient unter anderem der Untersuchung der genetischen und chemischen Diversität dieser Art mit dem Ziel, die Evolution chemischer Abwehrmechanismen zu verstehen.
Die Erhaltung der Klone all dieser Genotypen erfordert einen erheblichen Zeit-, Platz- und Ressourcenaufwand. Daher wollen wir ein zuverlässiges Kryokonservierungsprotokoll für S. dulcamara entwickeln, das eine effiziente Langzeitlagerung von Pflanzenmaterial für zukünftige Forschungszwecke ermöglicht.
##English version:
Preserving plant genetic resources is crucial for biodiversity research. This includes conserving (a) genetic resources of recalcitrant-seeded and vegetatively propagated species, (b) rare and endangered plants, and (c) valuable biotechnology products such as elite genotypes and genetically engineered material.
For long-term conservation, cryopreservation offers a powerful solution. At these ultra-low temperatures, plant material can be preserved for extended periods without modification or alteration, protected from contamination, and requiring minimal maintenance.
However, the cryopreservation of plant cells can be challenging because cell viability and regrowth after thawing are often low. Several approaches have been developed to address this problem, including slow freezing, vitrification, and encapsulation–dehydration. In practice, protocols must often be optimized for individual plant species or cell lines.
In our group, we have collected numerous genotypes of the European native plant Solanum dulcamara (bittersweet nightshade) from across Europe and North America. This collection is used amongst others to investigate the plant’s genetic and chemical diversity, with the goal of understanding how chemical defense traits evolved.
Maintaining living clones of all these genotypes requires substantial time, space, and resources. Therefore, we aim to establish a reliable cryopreservation protocol for S. dulcamara that will allow efficient long-term storage of plant material for future research.
- Projektzeitraum
- Sommersemester 2026
- Bewerbungszeitraum
- 07. bis 20.04.2026
- Durchführung
- nach Absprache
- Studienfach
-
Agrarbiologie
Agrarwissenschaften
Biologie
Biologie - Lehramt
Biotechnologiy
Crop Sciences
Environmental Protection and Agricultural Food Production
Food Biotechnology
Food Science and Engineering
Food Science and Technology
Landscape Ecology
Lebensmittelwissenschaft und Biotechnologie
Nachhaltige Biobasierte Technologien
Nachwachsende Rohstoffe und Bioenergie - Betreuende
- Sarah Richard, Prof.Dr. Anke Steppuhn
- Institut
- Institut für Biologie (190) (FG Molekulare Botanik (190a))
- Sprache
- deutsch/englisch
- Teilnehmendenanzahl
- min. 1, max. 2
- Arbeitsaufwand
-
ca. 90 Stunden pro Teilnehmende:r
| 3
ECTS-Punkte
Arbeitsaufwand (Stunden und ggf. ECTS) sind ungefähre Angaben. Die tatsächlich vergebenen ECTS-Punkte ergeben sich aus der tatsächlich geleisteten Arbeit.
- Für dieses Projekt ist kein Motivationsschreiben des Studierenden erforderlich
- Projektart
- experimentell
- Lernziele
-
Die Teilnehmende lernen in diesem Projekt:
Im Rahmen des Projekts wird der/die Studierende:
- eine Literaturrecherche durchführen, um ein Vitrifikationsprotokoll zu entwickeln
- mit Pflanzengewebekultur und sterilen Techniken arbeiten
- Kälteschutzmittel und Vitrifikationslösungen testen
- Einfrier- und Auftauversuche durchführen
- das Überleben und das Wiederauswachsen nach dem Auftauen evaluieren.
During the project, the student will:
- Perform a literature review to develop a vitrification based protocol
- work with plant tissue culture and sterile techniques
- test cryoprotectant treatments and vitrification solutions
- perform freezing and recovery experiments
- evaluate post-thaw survival and regrowth
- Anmerkungen für Studierende
- Schlagworte
- Pflanzen, Methoden