Wochenchronik: Pflanzenforschung und Botanik KW #25 (2025)

Durch den Klimawandel kämpfen Wälder zunehmend mit längeren Trockenphasen. Gerade obere Bodenschichten trocknen schneller aus als die tieferen. Um herauszufinden, welche Baumarten unter diesen Bedingungen auch in Zukunft angepflanzt und gefördert werden sollten, haben Forschende der Universität Göttingen die Wasseraufnahmetiefe von Fichte und Rotbuche und der nicht-heimischen Baumart Douglasie untersucht. Wie sie in der Fachzeitschrift Plant Biology über die Unterschiede zwischen den Baumarten berichten, hatten Buche und Douglasie Zugang zu Wasser aus tieferen Bodenschichten, anders als die Fichte. Auch ob es sich um einen Rein- oder Mischbestand handelt, macht einen Unterschied: Die Buche nahm in Mischung mit den beiden Nadelbäumen mehr Wasser aus tieferen Bodenschichten auf als im Reinbestand. 

Ein interdisziplinäres Team erforscht eine neue Generation von RNA-Wirkstoffen zur Bekämpfung landwirtschaftlicher Schädlinge. Im Projekt ciRcNApp arbeitet das Team daran, zirkuläre RNA (circRNA) als neue Wirkstoffklasse im Pflanzenschutz zu entwickeln. RNA als Wirkstoffmolekül auch im Pflanzenschutz einzusetzen ist keine neue Idee, aber erst mit der COVID 19-Pandemie konnte die RNA ihre Wirksamkeit unter Beweis stellen. Seit Ende 2023 ist nun ein erstes RNA-basiertes Pflanzenschutzmittel in den USA zugelassen. Während das zugelassene Mittel doppelsträngige RNA verwendet, entwickelt das Team unter der Leitung von Dr. Timo Schlemmer vom Institut für Pflanzenwissenschaften der Universität Regensburg die Herstellung von circRNA. Diese ringförmige Struktur soll die RNA vor enzymatischem Abbau schützen, was ihre Stabilität und Wirksamkeit auf dem Feld deutlich verbessern könnte. Zudem kann die circRNA durch gezielte Sequenzvariation spezifisch an verschiedene Schädlinge oder Krankheitserreger angepasst werden, je nachdem, welche Schutzstrategie den größten Nutzen und das geringste Risiko bietet. Das Projekt wird vom Bundesministerium für Bildung und Forschung mit 800.000 Euro über drei Jahre gefördert. 

Wie Unterschiede in der Größe der Zentromere – der zentralen Andockstellen für Chromosomen – eine entscheidende Rolle bei der außergewöhnlichen Chromosomenvererbung von Hundsrosen (Rosa canina) spielen, zeigt eine Nature-Studie eines tschechisch-deutschen Forschungsteams unter der Leitung von Dr. André Marques vom Max-Planck-Institut für Pflanzenzüchtungsforschung in Köln (MPIPZ), Prof. Dr. Christiane Ritz vom Senckenberg Museum für Naturkunde in Görlitz und Dr. Aleš Kovařík vom Institut für Biophysik der Tschechischen Akademie der Wissenschaften. „Während die meisten Pflanzen und Tiere jeweils zwei Chromosomensätze besitzen, haben Hundsrosen gleich fünf. Das macht ihre Fortpflanzung komplizierter", erklärt Professorin Ritz und fährt fort: "Eine ungerade Anzahl an Chromosomensätzen führt bei vielen Pflanzen sogar oft zu Unfruchtbarkeit, weil sich die Chromosomen während der Meiose – der Bildung von Ei- und Samenzellen – nicht gleichmäßig paaren und verteilen lassen.“ Doch die Hundsrosen haben im Laufe ihrer Evolution eine raffinierte Lösung entwickelt, die ihnen dennoch eine stabile sexuelle Fortpflanzung ermöglicht. Ziel der Forschenden war es, herauszufinden, was es Hundsrosen ermöglicht, ihre unpaarigen Chromosomen gezielt in die Eizelle zu transportieren – ein Vorgang, der bisher nicht vollständig verstanden war. „Unsere Analyse der drei verschiedenen pentaploiden Hundsrosenarten zeigte: Die univalenten Chromosomen verfügen über auffällig große Zentromere mit vielfachen Wiederholungen einer rosen-spezifischen DNA-Sequenz. Diese größeren Zentromeren binden auch vermehrt das Protein CENH3, das eine Schlüsselrolle bei der Anbindung der Spindel spielt“, sagt Dr. Aleš Kovařík vom tschechischen Institut für Biophysik. Damit könnte die Zentromergröße ein entscheidender Faktor sein, um bei asymmetrischen Zellteilungen sicherzustellen, dass bestimmte Chromosomen erhalten bleiben. „Durch die Veränderung der Größe und Stärke ihrer Zentromere können diese Pflanzen buchstäblich beeinflussen, welche Chromosomen vererbt werden", fügt Dr. André Marques vom MPIPZ hinzu. Die Ergebnisse könnten langfristig neue Wege für die Entwicklung robusterer Nutzpflanzen eröffnen. Die Publikation basiert in Teilen auf der Rosensammlung im Botanischen Garten der Justus-Liebig-Universität Gießen (JLU) und der Arbeiten unseres früheren Generalsekretärs, Prof. Dr. Volker Wissemann. „Vor 36 Jahren habe ich die Rosen gekreuzt, die die Grundlage für alle weiteren Arbeiten waren“, so Prof. Wissemann. „Dass das Thema jetzt mit dieser Publikation vorläufig abgerundet werden kann, zeigt, dass Wissenschaft manchmal einen langen Atem braucht und Institutionen wie die JLU, die eine Rosensammlung als Forschungsinfrastruktur unterhalten", sagt Wissemann. 

Künstliches Licht in der Nacht zusammen mit städtischer Wärme verlängert die Vegetationsperiode in Städten im Vergleich zu ländlichen Gebieten um bis zu drei Wochen. Das zeigt eine Studie chinesischer, amerikanischer und deutscher Forschender unter Beteiligung des Leibniz-Instituts für Gewässerökologie und Binnenfischerei (IGB). Lichtverschmutzung hat dabei insbesondere am Ende der Vegetationsperiode einen größeren Einfluss als die städtische Wärme. Für die in Nature Cities veröffentlichte Studie analysierten die Forschenden Satellitendaten (von 2014 bis 2020) aus 428 städtischen Zentren der nördlichen Hemisphäre. 

Der weltweite Rückgang von Wildbienen ist alarmierend. Besonders von der intensiven Landwirtschaft geprägte Landschaften bieten ihnen kaum geeignete Lebensräume. Um dem Verlust entgegenzuwirken, reichen vereinzelte lokale Maßnahmen oft nicht aus. Wirkungsvoller ist es für den Schutz der Wildbienen, wenn bestimmte Agrarumweltmaßnahmen auf Landschaftsebene zusammenwirken, wie Forschende der Universitäten Göttingen und Halle in einer neuen Studie zeigen, die im Fachmagazin Journal of Applied Ecology erschien. 

Ein internationales Forschungsteam hat nicht nur die Ursachen für ungleiche akademische Karrierechancen untersucht und drei konkrete Vorschläge für mehr Chancengleichheit vorgelegt. In der Studie in der Fachzeitschrift Bioscience, beleuchten vier Nachwuchswissenschaftlerinnen aus Kanada, Argentinien und Deutschland – darunter Jun.-Prof. Dr. María Piquer-Rodríguez von der Freien Universität Berlin – die strukturellen Hürden, mit denen Frauen in der Wissenschaft insbesondere im MINT-Bereich konfrontiert sind. Unter dem Titel Systemic Sexism in Academia - An Early Career Viewpoint berichten sie von systematischen Benachteiligungen, die Frauen bereits in den ersten Jahren ihrer akademischen Laufbahn erleben. 

Einer der insgesamt 18 neu von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) bewilligten Graduiertenkollegs wird in einer transatlantischen Kooperation Skalenwirkungen bei der Anpassung von Wäldern an den Klimawandel untersuchen unter dem Titel FORSCALE: Scale effects in the forest adaptation to climate change. Im Zentrum steht die Erforschung komplexer, adaptiver Systeme (Complex Adaptive Systems), die Wechselwirkungen zwischen biologischen, ökologischen und gesellschaftlichen Prozessen über räumliche und institutionelle Ebenen hinweg berücksichtigen. Das Projekt ist eine Kooperation zwischen der Universität Freiburg und mehreren kanadischen Universitäten (Lakehead University, University of British Columbia, University of New Brunswick und Université du Québec). Ziel von FORSCALE ist es, Cross-Scale-Interaktionen in der biologischen Anpassung von Bäumen, der Bereitstellung von Ökosystemleistungen, forstwirtschaftlichen Maßnahmen, Governance-Strukturen und deren Integration zu untersuchen. Sprecher ist Prof. Dr. Thomas Seifert, Professor für Waldwachstum und Dendroökologie. Das Qualifizierungskonzept des Graduiertenkollegs bietet insgesamt 40 Promovierenden und vier Postdocs eine internationale, interdisziplinäre Entwicklungsmöglichkeit mit Praxisnähe, Stakeholder-Einbindung, interkulturellem Austausch und methodischer Breite. 

Eine neue Methode zur Untersuchung der Artenvielfalt - genauer gesagt Umwelt-DNA (environmental DNA, eDNA) direkt vor Ort hat ein Forschungsteam der Biogeographie der Universität Trier entwickelt und im Fachjournal Methods in Ecology and Evolution  veröffentlicht. Damit lassen sich Arten in Flüssen, Seen oder anderen Lebensräumen direkt vor Ort bestimmen: schnell, kostengünstig und ohne aufwändige Labortechnik. Die im Paper An isothermal workflow for low-cost and PCR-free field-based community metabarcoding beschriebene Methode wurde schon erfolgreich bei einem ersten Praxistest in der Ruwer, einem Fluss in der Nähe von Trier, erprobt.