Wochenchronik: Pflanzenforschung und Botanik KW #19 (2026)

Das Molekül cAMP, das in tierischen Zellen essenzielle Funktionen erfüllt, ist in Pflanzen deutlich weniger erforscht. In einer neuen Studie zeigen Forschende, dass Pflanzen zwei Formen von cAMP parallel einsetzen, um normale Zellprozesse zu regulieren und auf Stress zu reagieren – wobei die Signalwege auch miteinander kommunizieren. Der Austausch zwischen den Signalwegen schafft eine gewisse Redundanz. Die Studie der Wissenschafter*innen vom Institute of Science and Technology Austria (ISTA) gemeinsam mit Wissenschafter*innen aus Deutschland, Saudi‑Arabien, Tschechien und den USA ist in der Fachzeitschrift in Science Advances veröffentlicht. Letztlich könnten die Erkenntnisse dazu beitragen, die Widerstandsfähigkeit und Produktivität von Nutzpflanzen in einem sich rasch verändernden Klima zu verbessern.

Ein internationales Forschungsteam aus neun europäischen Instituten zeigt in einer Studie, wie stark die Aktivität von Nahrungsnetzen in Waldböden von Baumarten abhängt. Die Forschenden zeigen, dass die speziellen Eigenschaften von Baumarten in Bezug darauf, wie sie Energie und Nährstoffe gewinnen und speichern, einen größeren Einfluss auf die Nahrungsnetze haben, als bislang gedacht. An der Studie waren Prof. Dr. Jürgen Bauhus, Prof. Dr. Michael Scherer-Lorenzen und Dr. Janna Wambsganß von der Universität Freiburg beteiligt. „Die Studie zeigt, dass allein das Mischen bestimmter Baumarten und damit eine höhere Biodiversität in den Wäldern nicht ausreicht, um funktionsfähige Böden zu erhalten. Ganz im Gegenteil, können die Effekte von Baumartenmischungen auf Ökosystemfunktionen in den ober- und unterirdischen Bereichen von Wäldern in entgegengesetzte Richtungen wirken“, sagt Scherer-Lorenzen, Leiter der Professur für Geobotanik an der Universität Freiburg. „Mehr Baumwachstum durch Mischung führt nicht zu einer höheren Funktionalität der Nahrungsnetze in Böden. Das Ergebnis ist ein wichtiger Beitrag zum Verständnis von Mischbeständen und letztlich zum Erhalt funktionsfähiger Waldböden.“ Seine Ergebnisse hat das Team im renommierten Fachjournal Nature veröffentlicht.

Um herauszufinden, wie sich die Blaualge Synechocystis an ungünstige Lichtverhältnisse anpassen kann, stellte ein Team im Labor eine Art beschleunigte Evolution durch schwankende Lichtintensitäten unter Stress nach. „Solche Bedingungen, bei denen sich im Abstand von einer bis mehreren Minuten hohe und niedrige Lichtintensitäten abwechseln, stören die Photosynthese und beschädigen die Photosysteme“, erläutert Professor Dario Leister, Inhaber des Lehrstuhls für Molekularbiologie der Pflanzen an der Fakultät für Biologie in Martinsried der Ludwig-Maximilians-Universität München (LMU). Dabei entwickelten sich Synechocystis-Stämme, die mit schwankenden Lichtintensitäten zurechtkommen, bis hin zu normalerweise tödlichen Bedingungen. Die genetische Analyse dieser entsprechend angepassten Stämme enthüllte Mutationen, die die Aktivität und die relative Menge von für die Photosynthese wichtigen Biomolekülen beeinflussen. Die im Fachmagazin Nature Communications veröffentlichten Forschungsergebnisse an Synechocystis könnten in Zukunft dabei helfen, Nutzpflanzen genetisch besser an solche schwankenden Lichtintensitäten anzupassen.

Einem internationalen Forschungsteam ist es gelungen, sehr effizient Haploide in der Modellpflanze Arabidopsis thaliana zu erzeugen. Dazu muss ein bestimmtes Protein im Zentromer abgebaut werden. Wenn in der Eizelle einer Pflanze ein bestimmtes Zentromer Protein (CENH3) gezielt abgebaut wird, entstehen sehr häufig väterliche haploide Nachkommen. Das Forschungsteam erzielte in Experimenten mit der Modellpflanze einen Anteil von bis zu 57 Prozent haploiden Nachkommen. „Wenn wir CENH3 in der Eizelle gezielt entfernen, entstehen sehr effizient väterliche Haploide. Es ist fast so, als hätten wir der mütterlichen Chromosomen-Seite einfach den Stecker gezogen“, erläutert Dr. Saravanakumar Somasundaram, der Erstautor der Studie. Das angewandte Verfahren ist modular aufgebaut, nutzt pflanzeneigene Mechanismen und lässt sich grundsätzlich auch auf Kulturpflanzen übertragen. Die Ergebnisse der Studie unter Führung des Leibniz-Institutes für Pflanzengenetik und Kulturpflanzenforschung (IPK), die im Fachmagazin Plant Communications veröffentlicht worden sind, lassen sich prinzipiell auch auf Kulturpflanzen übertragen und könnten Züchtungsprozesse erheblich beschleunigen.

Werner Rothmaler (1908–1962) gilt als „der prominenteste ostdeutsche Pflanzensystematiker“. Er leitete von 1953 bis 1962 das Institut für Agrarbiologie an der damaligen Ernst-Moritz-Arndt-Universität Greifswald. Bekannt wurde er vor allem durch die nach ihm benannte „Exkursionsflora“. In einer neuen Biografie, die die Universität Greifswald mit ermöglicht hat, stellen die Autor*innen sein Wirken in ein neues Licht.

Saisonale Ereignisse in der Natur wie das Austreiben von Blättern, das Öffnen von Blüten, das Reifen von Früchten oder die Fortpflanzung von Tieren verschieben sich infolge des Klimawandels. Doch die zeitlichen Verschiebungen – zeitigerer Frühlingsanfang, längere Fruchtperioden und veränderte Fortpflanzungszeiten – sind komplexer als der erste Blick vermuten lässt. Eine neue Sammlung von Artikeln zeigt: Die Phänologie, also das zeitliche Auftreten saisonaler Ereignisse, wird maßgeblich durch die Wechselwirkung zwischen Artmerkmalen und Klimawandel bestimmt. Dies gilt für unterschiedlichste Lebewesen – von Eidechsen bis Olivenbäume – und hat weitreichende Folgen für Artinteraktionen und Ökosystemfunktionen. Die Sonderausgabe der Fachzeitschrift Functional Ecology wurde herausgegeben von Forscherinnen und Forscher des Deutschen Zentrums für integrative Biodiversitätsforschung (iDiv), der Friedrich-Schiller-Universität Jena und der Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg.

Rund zwei Drittel des Amazonas-Regenwaldes könnten sich bei einer globalen Erwärmung von 1,5 bis 1,9°C in stark geschwächten Regenwald oder savannenähnliche Ökosysteme verwandeln, wenn die Entwaldung auf etwa 22 bis 28 Prozent des Amazonasgebiets ansteigt. Das zeigt eine neue Studie des Potsdam-Instituts für Klimafolgenforschung (PIK), die in Nature veröffentlicht wurde. Ohne zusätzliche Abholzung würden solche großflächigen Veränderungen dagegen voraussichtlich erst bei deutlich höherer Erwärmung von etwa 3,7 bis 4°C auftreten. „Abholzung macht den Amazonas deutlich anfälliger, als wir bisher dachten. Sie trocknet die Atmosphäre aus und schwächt die Fähigkeit des Waldes, seinen eigenen Niederschlag zu erzeugen“, sagt Prof. Nico Wunderling, Wissenschaftler am PIK/Professor für Erdsystemwissenschaften am Center for Critical Computational Studies der Goethe-Universität Frankfurt und Hauptautor der Studie. „Schon eine moderate zusätzliche Erwärmung könnte dann Kettenreaktionen in großen Teilen des Waldes auslösen.“ Etwa 17 bis 18 Prozent des Amazonas-Regenwaldes sind bereits zerstört, wodurch sich das System bereits dem in der Studie identifizierten kritischen Bereich nähert.

Wie sich eine besonders wassersparende Variante der Photosynthese (Crassulacean Acid Metabolism, CAM) in einer einzelnen tropischen Baumgattung evolutionär divers entwickelt hat, haben Forschende aufgedeckt: Durch die Analyse des Erbguts dreier Arten der Gattung Clusia konnten die Forschenden nachvollziehen, wie Genomvervielfachung und nachfolgender genetischer Umbau zur Vielfalt unterschiedlicher CAM-Ausprägungen beitragen. Die tropische Baumgattung Clusia zeigt eine außergewöhnliche Vielfalt solcher Photosynthese-Formen und ist die bisher einzig bekannte baumartige Gattung mit CAM. Die Genomvervielfachung und nachfolgende genetische Umstrukturierungen stehen mit dieser Vielfalt in Zusammenhang. Besonders betroffen sind Gene des Stärkeabbaus und der Energiebereitstellung. Die Ergebnisse haben die Forschenden um Univ.-Prof. Dr. Wolfram Weckwerth von der Universität Wien in Nature Communications veröffentlicht.

Pflanzen sind ständig Stress ausgesetzt – durch Krankheitserreger, Hitze oder andere Umweltfaktoren. Dabei können Proteine beschädigt werden, und die Zellfunktion gerät aus dem Gleichgewicht. Forschende haben nun entdeckt, wie Pflanzenzellen auf diesen sogenannten Proteinstress reagieren und ihre inneren Prozesse gezielt anpassen. Wie das Team um Prof. Dr. Suayb Üstün von der Ruhr-Universität Bochum (RUB) zeigt, geben Zellen unter Stress dem Abbau beschädigter Proteine den Vorzug vor der Energiegewinnung durch Photosynthese. Die Erkenntnis dieser Zusammenhänge könnte helfen, Pflanzen robuster zu machen. Die Studie ist in der Zeitschrift Molecular Cell vom 30. April 2026 veröffentlicht.

Keimendes Saatgut muss mit ausreichend Wasser versorgt und vor Unkrautvernichtern geschützt werden, denn nur eine ungestörte Pflanzenentwicklung garantiert stabile, hohe Ernteerträge. Im Projekt SeedPlus haben Forschende von drei Fraunhofer-Instituten eine bioabbaubare Saatgutbeschichtung mit einer integrierten Wasserspeicherfunktion und einer Schutzfunktion gegen Herbizide entwickelt, die hohe Keimraten ermöglicht. Die entwickelte SeedPlus-Beschichtung vereint zwei zentrale Funktionen, die in die das Saatgut umschließende Mantelstruktur eingebaut werden: eine Stützfunktion für ein optimiertes Wassermanagement (Wasserspeicherfunktion) und eine Schicht für den Schutz vor Herbiziden.