Research

Forschungsschwerpunkte: Pflanzenphysiologie, Primärstoffwechsel, Photoassimilatverteilung, Stresstoleranz, Pflanzenbiotechnologie

Uwe Sonnewald ist ein deutscher Biologe. Er beschäftigt sich mit der Regulation der Produktion, Verteilung und Nutzung von Photosyntheseprodukten innerhalb der Pflanze mit dem Ziel der Ertragssteigerung und -sicherung unter Bedingungen des erwarteten Klimawandels.

Sonnewald erforscht molekulare Mechanismen zur Regulation des pflanzlichen Stoffwechsels sowie Signalwege der zellulären Kommunikation. Hierbei stehen Fragen zur Optimierung der Stoffverteilung innerhalb der Pflanze im Vordergrund. Am Beispiel von Kartoffel und Maniok wird die Verteilung von Photosyntheseprodukten zwischen Blättern und Speichergeweben (Knollen bzw. Speicherwurzeln) studiert.

Als sesshafte Lebewesen sind Pflanzen darauf angewiesen ihre Umwelt genau zu analysieren. Sie reagieren auf Umweltreize um sich in Raum und Zeit zu orientieren. Tageslänge, Lichtintensität und Temperatur dienen hierbei der zeitlichen Steuerung, wohingegen die Nährstoffversorgung das maximale Wachstum am Ort bestimmen. Innerhalb der Pflanze dient die Messung des Kohlenstoff (C) zu Stickstoff (N) Verhältnisses der Integration zeitlicher und räumlicher Signale und bestimmt das Gleichgewicht zwischen Wachstum und Speicherung.

Verschiebungen im C/N-Verhältnis haben einen signifikanten Einfluss auf die Initiierung und das Wachstum von Speichergeweben und beeinflussen maßgeblich den Ertrag. Daher sind Forschungsschwerpunkte die Entschlüsselung der zugrundeliegenden Regulationsmechanismen und die Steuerung der Bildung und des Wachstums von Speichergeweben. Hierbei werden genetische und epigenetische Aspekte ebenso wie biochemische und physiologische Prozesse berücksichtigt. Mittels biotechnologischer Ansätze werden die Grundlagenerkenntnisse zur Optimierung von Nutzpflanzen eingesetzt.

Werdegang

• seit 2004 C4-Professor für Biochemie, Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg
• 1998-2004 Leiter, Abteilung Molekulare Zellbiologie, Leibniz-Institut für Pflanzengenetik und Kulturpflanzenforschung (IPK), Gatersleben und C4-Professor für Pflanzliche Zellbiologie, Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg
• 1993 Habilitation im Fach Biochemie, Georg-August-Universität Göttingen
• 1992-1998 Leiter einer unabhängigen Forschergruppe, Leibniz-Institut für Pflanzengenetik und Kulturpflanzenforschung (IPK), Gatersleben
• 1989-1992 Leiter einer unabhängigen Arbeitsgruppe, Institut für Genbiologische Forschung (IGF), Berlin
• 1989 Promotion, Freie Universität Berlin
• 1980-1986 Biologiestudium, Universität zu Köln

Funktionen

• seit 2019 Editor-in-Chief „Journal Plant Physiology“
• seit 2016 Editor „Journal of Integrative Plant Biology“
• 2016-2019 Editor „Nature Scientific Reports“
• 2013-2020 Mitglied, wissenschaftlicher Beirat, Leibniz-Institut für Gemüse- und Zierpflanzenanbau, Großbeeren
• 2013-2015 Prodekan, Naturwissenschaftliche Fakultät, Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg
• 2010-2012 Co-Editor-in-Chief „Frontiers of Plant Science“
• 2007-2015 Mitglied, Auswahlausschusses, Alexander von Humboldt-Stiftung
• 2007-2011 Sprecher, Department für Biologie, Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg
• 2007-2011 Prodekan, Naturwissenschaftlichen Fakultät, Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg
• seit 2006 Mitglied, wissenschaftlicher Beirat, Exzellenznetzwerk des Landes Sachsen-Anhalt zum Forschungsschwerpunkt „Biowissenschaften – Struktur und Mechanismen der biologischen Informationsverarbeitung“
• 2005-2011 Mitglied, internationaler wissenschaftlicher Beirat, Laboratorio de Genetica Molecular Vegetal, Barcelona, Spanien
• 2005-2007 Mitglied, EFSA Self Tasking Working Group „Guidelines for the assessment of genetically modified plant used as production platform for non-food products“, Europäische Behörde für Lebensmittelsicherheit (EFSA)
• 2004-2011 Mitglied, wissenschaftlicher Beirat, Institut für Pflanzen Wissenschaften, Ruprecht-Karls-Universität Heidelberg
• 2004-2011 Mitglied, Beirat des Verbunds Biowissenschaftlicher und Biomedizinischer Gesellschaften (VBBM, VBIO)
• 2004-2008 Mitglied, DFG- Fachkollegium „202 Pflanzenwissenschaften“
• 2004-2008 Mitglied, DFG Senatskommission „Ständige Senatskommission für Grundsatzfragen der Genforschung“
• 2004-2008 Mitglied im Beirat, BASF Plant Sciences
• 2004-2008 Mitglied, wissenschaftlicher Beirat, Graduate School Experimental Plant Sciences, Niederlande
• 2003-2008 Co-Editor „The Plant Cell“
• seit 1996 Mitglied, Zentrale Kommission für die Biologische Sicherheit (ZKBS)

Projekte

• 2020-2025 EU-Projekt „A holistic approach to improve the photosynthetic performance and productivity of C3 crops under diverse environmental conditions - PhotoBoost”, gefördert als EU Horizon 2020 research and innovation programme der Europäischen Union
• 2016-2019 BMBF Verbundvorhaben „Aufdecken des Beitrags der Bodenbiodiversität zu Wachstum und Fitness der Nutzpflanze Mais durch die Kombination von „omics“-basierter prädiktiver (in silico) Modellierung und Rekonstruktionsbiologie (RECONSTRUCT)“, gefördert durch Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF)
• 2016-2019 BMBF Verbundvorhaben „Zuckerrübe (Beta vulgaris) - Verbesserung der Winterhärte mittels erhöhter Zuckerakkumulation in der Pfahlwurzel (BETAHIEMIS)“, gefördert durch Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF)
• seit 2014 Internationales Verbundprojekt „Casssava Source-Sink Project - Metabolic engineering of carbon pathways to enhance yield of root and tuber crops“, gefördert durch Bill-und-Melinda-Gates-Stiftung
• 2014-2018 DFG Projekt „Klimaangepasste Kartoffeln: Mechanismen und Markers für die Entwicklung Wärme-toleranter Ideotypen“
• 2009-2017 Sprecher des DFG Sonderforschungsbereich „SFB 796: Steuerungsmechanismen mikrobieller Effektoren in Wirtszellen“
• 2009-2012 BMBF Verbundvorhaben „Systembiologische Modellierung der Ertragsbildung bei Mais (OPTIMAS)“, gefördert durch Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF)
• 2006-2012 DFG Projekt „Metabolic determinants in the interaction of biotrophic and hemibiotrophic fungi with cereals“, Teilprojekt zu „FOR 666: Mechanisms of compatibility: Reprogramming of plant metabolism by fungal effector molecules“
• 2006-2009 EU-Projekt „EuSol“, gefördert durch European Research Council
• 2001-2005 EU-Konsortium „PROFOOD“

Auszeichnungen und Mitgliedschaften

• seit 2020 Mitglied der Nationalen Akademie der Wissenschaften Leopoldina
• 2017 Innovationspreis, BioRegionen Deutschland für das Projekt „Bio-Weißlicht-LEDs“
• 2011 Ausgezeichnete Orte im Land der Ideen, Deutschland - Land der Ideen
• 1992 Federation of European Societies of Plant Physiology Award