Wochenchronik: Pflanzenforschung und Botanik KW #16 (2025)

1Wie sich die Beziehung zwischen mittlerem Jahresniederschlag und der Biomasse im Grünland durch die Zugabe von einem oder mehreren Nährstoffen verändert, zeigt eine neue, im Fachmagagzin PNAS erschienene Studie. Darin zeigen die Forschenden, dass Niederschlag und Nährstoffverfügbarkeit die wichtigsten Einflussfaktoren für die Pflanzenbiomasse sind, Auswirkungen der Pflanzenvielfalt auf die Biomasse sind hingegen gering. Für die Studie hatten die Forschenden Messungen der oberirdischen Pflanzenbiomasse sowie der Artenvielfalt auf 71 Grünlandflächen auf sechs Kontinenten durchgeführt. Dazu gehörten sowohl natürliche als auch kultivierte Flächen, die sich hinsichtlich Bodenbeschaffenheit, Nährstoffgehalt und Bewirtschaftung unterschieden. An der globalen Analyse, die vom US-Landwirtschaftsministerium geleitet wurde, waren auch Forschende des Deutschen Zentrums für integrative Biodiversitätsforschung (iDiv), des Helmholtz-Zentrums für Umweltforschung (UFZ), der Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg (MLU) sowie der Universität Leipzig beteiligt.

Wie es zu eukaryontischen Zellen kam, einer Komplexität, die die Entstehung von Tieren, Pflanzen und Menschen überhaupt erst ermöglichte, haben Forschende von vier Universitäten viele Jahre diskutiert, bis sie nun eine Erklärung fanden. „Anfangs wuchsen die Proteine und die proteincodierenden Gene gleichermaßen“, erklärt Dr. Enrique Muro, Computerbiologe an der Johannes Gutenberg-Universität Mainz (JGU). Die Lösung der Evolution: Sie baute in die Gen-Baupläne nicht-codierende Bereiche ein, also solche, die keine Protein-Informationen enthalten. Während das Wachstum des durchschnittlichen Proteins bei einer Länge von 500 Aminosäuren stagnierte, konnten die Gene auf diese Weise weiterwachsen – und zwar exponentiell, wie das Team der JGU, der Universität Valencia, der Polytechnischen Universität Madrid und der Universität Zürich, theoretisch und anhand von Beobachtungen im Fachjournal PNAS im Februar beschrieb und heute der Öffentlichkeit mitteilte. Das Wachstum der Gene hält bis heute an. Die Forschenden konnten ebenfalls vorhersagen, wie sich die Länge der codierenden Gene zukünftig entwickeln wird.

Ein Forschungsteam hat das Genom historischer Kartoffelsorten entschlüsselt und eine effizientere Methode für künftige Analysen entwickelt. Da das Genom der Kartoffel in jeder Zelle vier Genome anstatt nur zwei enthält, ist die kreuzungs-basierte Züchtung vergleichsweise herausfordernd. Einem Team um Professor Korbinian Schneeberger, Leiter der Forschungsgruppe „Genome Plasticity and Computational Genetics“ an der Ludwig-Maximilians-Universität München (LMU) und dem MPI für Pflanzenzüchtungsforschung, ist nun ein wichtiger Fortschritt gelungen: Wie die Forschenden im Fachmagazin Nature berichten, konnten sie das Genom von zehn historischen Kartoffelsorten rekonstruieren und benutzten dieses Wissen, um weitere Kartoffelgenome bedeutend einfacher und schneller rekonstruieren zu können. Die ohnehin wenigen ab dem 16. Jahrhundert aus Südamerika importierten Kartoffellinien hatten einen reduzierten Genpool. Überraschenderweise zeigte die Studie, dass die Unterschiede zwischen einzelnen Chromosomen-Kopien enorm sein können.

Die für den Leipziger Auwald und andere deutsche Eichenwälder typischen Stieleichen können sich wegen Lichtmangels im Unterwuchs kaum noch verjüngen. Ein Grund dafür sind fehlende Überflutungen in Auwäldern. Forschende der Universität Leipzig und des Deutschen Zentrums für integrative Biodiversitätsforschung (iDiv) haben in einem zweijährigen Eichenexperiment im Leipziger Auwald herausgefunden, dass das aktuelle Baumsterben in Folge von Dürren und Schädlingsausbreitung in Kombination mit einer Ausdünnung bestimmter Arten im Unterwuchs für die Eichenverjüngung genutzt werden kann, wie sie im Fachmagazin Forest Ecology and Management berichten. 

Ob als Schutz vor Wetterextremen oder als Erholungsraum – Grünanlagen haben für die Stadtbevölkerung eine wichtige Funktion. Wie genau sich insbesondere ein vielfältiger Baumbestand auf das Mikroklima, die Regenwasserversickerung und das menschliche Wohlbefinden auswirkt, zeigen Forschende des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) nun in zwei Studien. Ihre Ergebnisse haben sie in den Fachzeitschriften Sustainable Cities and Society und Scientific Reports veröffentlicht. 

Deutschlands Wälder sind reich an Arten, Lebensräumen und genetischer Vielfalt. Wie groß dieser Reichtum ist und wie er sich entwickelt, wird bisher nur unzureichend erfasst. 25 Autorinnen und Autoren aus 17 Institutionen und Verbänden schlagen deshalb in einem Working Paper ein neuartiges Monitoring vor. Es soll Daten aus bestehenden Erhebungen integrieren, die Waldbewirtschaftung einbeziehen und so Aussagen zur Biodiversität im Wald ermöglichen, wie das Johann Heinrich von Thünen-Institut, Bundesforschungsinstitut für Ländliche Räume, Wald und Fischerei berichtet.

Angesichts zunehmender Dürreperioden und anderer Folgen des Klimawandels erfährt eine traditionelle Anbaumethode ein weltweites Comeback: Die Agroforstwirtschaft kombiniert schattenspendende Bäume und Büsche mit Ackerbau oder Weidewirtschaft auf einer Fläche. Dadurch werden landwirtschaftliche Systeme nicht nur widerstandsfähiger gegen Klimarisiken – auch die Biodiversität wird gefördert. Um dieses Nutzungssystem systematisch weiterzuentwickeln, intensivieren die Universität Hohenheim in Stuttgart und die Albert-Ludwigs-Universität Freiburg ihre Zusammenarbeit: Durch gemeinsame Forschungsprojekte, Lehrangebote und langfristige Versuchsflächen wollen die Beteiligten die Agroforstwirtschaft zu einem Eckpfeiler einer nachhaltigen Landnutzung und eines verantwortungsvollen Umgangs mit der Umwelt machen. Der erste Kooperationsworkshop hat nun konkrete Schritte für die strategische Zusammenarbeit definiert.

Wenn sich Menschen und Wildtiere in der afrikanischen Savanne einen Lebensraum teilen, müssen Entscheidungen getroffen werden, wie diese Landfläche zukünftig genutzt werden soll. An die Region angepasste, nachhaltige Bewirtschaftungsstrategien können helfen, die Bedürfnisse der Menschen vor Ort einzubeziehen und gleichzeitig die Ökosystemleistungen der Savanne zu erhalten, wie eine von der Universität Potsdam angeführte Studie im Fachmagazin Global Change Biology  zeigt. 

Lässt sich der Nährwert von Gerste steigern? Wie können Pflanzen mehr Zellulose bilden? Welche unbekannten, wertvollen Stoffe finden sich in Olivenblättern? Fragen wie diese stehen im Zentrum des neuen Forschungsverbunds Value Plant der Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg (MLU). Rund 7,1 Millionen Euro fließen in 14 anwendungsbezogene Forschungsprojekte. Ziel ist es, Erkenntnisse aus der Grundlagenforschung an Arabidopsis und anderen Modellpflanzen gewonnene Erkenntnisse für konkrete Anwendungen nutzbar zu machen. Die Mittel für den Verbund mit Sprecher Prof. Dr. Ingo Heilmann stammen aus dem Europäischen Fonds für Regionale Entwicklung (EFRE) und vom sachsen-anhaltischen Wissenschaftsministerium. 

Hannah Robinson, seit Juli 2024 Postdoktorandin im Institut für Pflanzenzüchtung, erhält ein Marie Skłodowska-Curie Actions (MSCA) Postdoctoral Fellowship, um den Züchtungsprozess von wichtigen wein- und gartenbaulichen Kulturen zu beschleunigen. "Aktuell dauert es ca. 25 Jahre von der Kreuzung bis zur Zulassung neuer Rebsorten. Dieser Prozess ist viel zu langsam, wenn man bedenkt, wie schnell sich die klimatischen Bedingungen derzeit verändern und wie rasch die Bevölkerung wächst“, erklärt die Australierin Robinson die Dringlichkeit ihrer Forschungstätigkeit. Robinson möchte die Vorhersagemethoden in der Pflanzenzüchtung weiter verbessern, indem sie neben der Genomik weitere Forschungsgebiete mit einbezieht, unter anderem die Phänotypisierung und die Epigenetik.  „Für meine wissenschaftliche Karriere ist es eine tolle Chance, aus meiner Heimat Australien nach Europa kommen zu können, um hier zu forschen und berufliche Netzwerke aufzubauen,“ freut sich Hannah Robinson. An der Hochschule Geisenheim gefällt ihr besonders, dass sie direkt in den Weinbergen forschen kann. „In Australien musste ich mehrere Stunden fahren, um zu den Versuchsflächen zu gelangen“, erzählt sie.