Forschung an der Professur für Pilzbiotechnologie in der Holzwissenschaft

Die Inhalte unserer Forschung auf einen Blick:

  • Metabolismus von Pilzen und deren Abbaumechanismen an Biomasse
  • Analyse der holzzerstörenden, pilzeigenen Enzyme
  • Transport- und Informationsprozesse in der Pilzhyphe
  • Untersuchung und Entwicklung von Holzmodifikationen z.B. Thermoholz, DMDHEU-Modifikation
  • Einsatz von Enzymen und Pilzen für die Energiegewinnung durch biologische Rohstoffe

Pilze spielen eine entscheidende Rolle als Destruenten in unserer Umwelt. Die sogenannten saprotrophen Arten ernähren sich von totem, organischem Material, welches beim Absterben von tierischen und vorwiegend pflanzlichen Organismen entsteht. Sie durchdringen diese Biomasse mit ihren Pilzhyphen und zersetzen die komplexen Kohlenstoffe mit Hilfe ihrer Verdauungsenzyme, welche sie in ihre Umgebung abgeben. Damit recyceln sie natürliche Abfälle wie Totholz, Stroh oder Bioabfälle und führen lebensnotwendige Bestandteile wie Phosphor und Stickstoff wieder dem Boden zu. Pilze sind daher unentbehrlich für den globalen Nährstoffkreislauf. In unseren beiden Arbeitsgruppen untersuchen wir die biochemischen und molekulargenetischen Mechanismen, die Schimmel- und Braunfäulepilze bei der Umwandlung und dem Abbau von Holz anwenden.

AG Prof. Benz

Was „denkt“ ein Pilz, wenn er auf lignocellulosischer Biomasse wächst, und wie setzt er die Informationen aus seiner Umgebung ein, um gezielt seinen Stoffwechsel auf das Substrat abzustimmen? Die Erkenntnisse aus unserer Forschung wollen wir nutzen um Schimmelpilze bzw. deren holzzerstörende Enzyme besser in der Energiegewinnung aus Biomasse einzusetzen und um ungiftige Holzschutzverfahren zu entwickeln. Unser Haupt-Modellsystem ist dabei der filamentöse Askomyzet Neurospora crassa, für den aufgrund seiner langjährigen Verwendung in der genetischen und zellbiologischen Forschung (Nobelpreis Beadle & Tatum 1958!) eine große Zahl von molekularen Werkzeugen zur Verfügung stehen; der aber auch ein passabler Verwerter komplexer, pflanzlicher Biomasse ist, und sich daher bestens für unsere Forschung eignet.

AG Dr. Pilgård

Die Methoden der sogenannten Holzmodifizierung gewinnen neben den toxischen Holzschutzmitteln an Attraktivität. Der Vorteil liegt darin, dass modifizierte Produkte sowohl während ihrer Lebenszeit, als auch bei der Entsorgung keine Gefahren für die Umwelt darstellen. Wir untersuchen mit molekularbiologischen Methoden thermisch und DMDHEU modifiziertes Holz, sowie furfuryliertes und acetyliertes Holz, um sowohl die Wirkungsweise der Modifizierungen zu verstehen, als auch die Abbauprozesse durch Pilze im Holz näher zu beleuchten. Im Fokus stehen hier die nicht-enzymatischen Chelator-vermittelten Fenton Reaktionen, mit deren Hilfe Braunfäulepilze, wie z.B. Postia placenta, Pflanzenzellwände angreifen. Diese Forschung führen wir in Zusammenarbeit mit dem Technischen Forschungsinstitut in Schweden (SP) durch.