Wochenchronik: Pflanzenforschung und Botanik KW #50 (2025)

Neben einem Anstieg der Konzentration des Treibhausgases CO2 nehmen weltweit auch die Ozonkonzentrationen zu. Dieses reaktive Gas schützt uns zwar in der Stratosphäre vor UV-Strahlung, in der unteren Atmosphäre schädigt es jedoch die menschliche Gesundheit und das Pflanzenwachstum. Besonders betroffen sind die bevölkerungsreichen und dicht besiedelten Länder Asiens wie etwa Bangladesch. Die Arbeitsgruppe von Prof. Dr. Michael Frei, Professur für Pflanzenbau und Ertragsphysiologie an der Justus-Liebig-Universität Gießen (JLU), hat nun ozonresistente Reissorten gezüchtet. Dazu verwendete er eine Züchtungsmethode, die als markergestützte Selektion bezeichnet wird. Bei dieser Technik werden gezielt Gene einer Spendersorte mithilfe molekularer Marker in bereits bestehende Hochleistungssorten eingekreuzt, um diesen zusätzliche Stresstoleranz zu verleihen. Die Ergebnisse wurden in der renommierten Fachzeitschrift Global Change Biology publiziert.

Der Kinetochor-Proteinkomplex spielt eine Schlüsselrolle für die Funktion der Chromosomen und ist daher für die Zellteilung unerlässlich. Ein Forschungsteam am Leibniz-Institut für Pflanzengenetik und Kulturpflanzenforschung (IPK) hat nun herausgefunden, dass kleine Proteine aus der SUMO-Familie für den Kinetochor der Modellpflanze Arabidopsis thaliana von besonderer Bedeutung sind. In dieser Studie identifizierte das IPK-Team mehrere αKNL2-interagierende Proteine, die zum SUMOylierungsweg gehören, was darauf hindeutet, dass αKNL2 durch SUMO reguliert wird. „Wir haben festgestellt, dass αKNL2 durch SUMO-Proteine modifiziert wird, und dann gezeigt, wie diese SUMOylierung seine Funktion beeinflusst“, erklärte Manikandan Kalidass, Erstautor der Studie. Mithilfe biochemischer Experimente und computergestützter Analysen kartierten die Forschenden außerdem spezifische SUMO-Bindungsstellen im C-terminalen Bereich (am Ende der Proteinkette) von αKNL2. Die Ergebnisse ihrer Studie wurden mitte November Pre-proof in der Fachzeitschrift Plant Communications veröffentlicht.

Mit der neuen Pipeline iSPy (Inferring Spatial Ploidy) ist es dem multidisziplinären, internationalen Team eine hochdurchsatzfähige Bestimmung der Ploidie gelungen, also der Anzahl der Chromosomenkopien, in verschiedenen Geweben anhand von Mikroskopbildern. Die rechnergestützte Pipeline und Studie, die als Zusammenarbeit zwischen dem Formosa-Jordan-Labor des Max-Planck-Instituts für Pflanzenzüchtungsforschung in Köln, dem Fox-Labor der Duke University und dem Roeder-Labor der Cornell University, beide in den USA, entstand, wurde nun in Cell Reports Methods veröffentlicht.

Eine höhere Pflanzenvielfalt auf landwirtschaftlich genutztem Grasland kann Erträge deutlich steigern – und das bei einem geringeren Einsatz von Stickstoffdünger. Zu diesem Ergebnis kommt eine jetzt in der Fachzeitschrift Science veröffentlichte internationale Studie, an der auch die Agrar- und Ernährungswissenschaftliche Fakultät der Christian-Albrechts-Universität zu Kiel (CAU) maßgeblich beteiligt war. In den Versuchen zeigte sich, dass Mischungen aus sechs verschiedenen Pflanzenarten – je zwei Gräser-, Leguminosen-, und Kräuterarten – im Durchschnitt 12,3 Tonnen Trockenmasse pro Hektar und Vegetationsperiode erzeugten. Das entspricht 11 Prozent mehr Ertrag als eine hoch gedüngte Gras-Monokultur und 18 Prozent mehr als klassische Kleegras-Mischungen – trotz deutlich reduzierter Stickstoffdüngung. Die Ergebnisse weisen auf einen zentralen Baustein für eine nachhaltigere Landwirtschaft hin.

Herbarien lassen sich nicht nur Informationen über die klimatischen Verhältnisse und CO₂-Konzentrationen der vergangenen Jahrhunderte entlocken. Sie könnten auch Schlüssel enthalten, um heutige Nutzpflanzen resistenter gegen den Klimawandel zu machen und um Biodiversität besser zu erhalten. Aber wer waren die Menschen, die die Pflanzen sammelten? Und wie wählten sie diese aus? Mit diesen Fragen beschäftigt sich Prof. Dr. Jan Baedke von der Ruhr-Universität Bochum. Baedkes Arbeit wird vom Europäischen Forschungsrat mit 2 Millionen Euro für fünf Jahre im Rahmen eines Consolidator Grants gefördert. Das Projekt beginnt Mitte 2026. 

Was würde passieren, wenn die Landwirtschaft rund um den Globus auf nachhaltigen Pflanzenschutz umstellen würden? Eine internationale Studie unter Leitung der Universität Bonn und der ETH Zürich ist dieser Frage nachgegangen. Die Arbeit stützt sich auf die Einschätzung von weltweit über 500 führenden Expertinnen und Experten unterschiedlicher Disziplinen, von der Ökologie bis zu den Wirtschaftswissenschaften. Die meisten Befragten gehen davon aus, dass die Folgen einer solchen Umstellung langfristig positiv wären - selbst aus ökonomischer Perspektive. Welche Effekte überwiegen, variiert aber je nach Weltregion. Die Ergebnisse sind nun in der Zeitschrift Nature Communications erschienen.