Wochenchronik: Pflanzenforschung und Botanik KW #26 (2026)

Forschende haben herausgefunden, wie Pflanzenzellen auf Stress reagieren. Wird ihre Energieversorgung durch Hitze, Trockenheit oder salzige Böden gestört, bilden die Chloroplasten – die Kraftwerke der Zellen – winzige fingerartige Ausstülpungen und senden darüber ein Hilfesignal innerhalb der Zelle. Dieses Signal aktiviert gezielt Schutzprogramme, die helfen, Schäden zu begrenzen. Die Ergebnisse der Studie eines Teams vom Karlsruher Institut für Technologie (KIT) zeigen im Fachjournal Plant Physiology erstmals eindeutig die Funktion dieser bislang rätselhaften Strukturen und liefern einen Ansatz, um Nutzpflanzen widerstandsfähiger gegen Klimastress zu machen.

Wie Pflanzen die Spaltöffnungen (Stomata), die auf ihren Blättern für Gasaustausch und Wasserregulation zuständig sind, entwickeln und damit ihren Wasserhaushalt steuern, haben Forschende herausgefunden. Das Team der Ruhr-Universität (RUB) unter Leitung von Prof. Dr. Christopher Grefen identifizierte die beiden Lipid-modifizierenden Enzyme GELP80 und GELP100 als entscheidende Faktoren für die Ausbildung funktionsfähiger Spaltöffnungen. Die Ergebnisse liefern neue Einblicke in die Mechanik der Pflanzenentwicklung und könnten langfristig dazu beitragen, Nutzpflanzen widerstandsfähiger gegen Trockenheit zu machen. Sie wurden Ende Mai in der Fachzeitschrift The Plant Cell veröffentlicht und heute der Öffentlichkeit vorgestellt.

Welche Arten profitieren vom Klimawandel, welche geraten unter Druck? Eine neue internationale Studie unter Beteiligung der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (FAU) zeigt: Evolutionärer Erfolg folgt keinen festen Regeln. Mithilfe umfangreicher Fossildaten, statistischer Modellierungen und Verfahren der künstlichen Intelligenz rekonstruierten die Forschenden die Entwicklung beider Strategien über rund 500 Millionen Jahre Erdgeschichte. Das Ergebnis: Nicht immer waren die heute dominierenden riffbildenden Korallen, die in Symbiose mit Photosynthese-treibenden Algen leben, die erfolgreicheren Organismen. Über lange Zeiträume hinweg hatten Korallen ohne Algensymbiose Vorteile. Erst mit dem Aufstieg moderner Steinkorallen in der Trias vor ca. 245 Millionen Jahren entwickelte sich die Symbiose zum entscheidenden Erfolgsfaktor. „Unsere Ergebnisse zeigen, dass die Symbiose zwischen Korallen und Algen kein grundsätzlich überlegenes Erfolgsmodell ist“, sagt Prof. Wolfgang Kießling. Die Ergebnisse sind im Fachjournal PNAS veröffentlicht.

Forschende veröffentlichen eine offene, datenschutzfreundliche Plattform, die CRISPR-, Base- und Prime-Editing-Ergebnisse auswertet — ohne Installation und ohne das Hochladen sensibler Daten. Die Arbeit wurde von Forschenden des Leibniz-Instituts für umweltmedizinische Forschung in Düsseldorf (IUF) gemeinsam mit Kollegen des Universitätsklinikums Düsseldorf, der ETH Zürich und der Universität Paris Cité durchgeführt. Auch wenn Technologien wie CRISPR die DNA mit einer Präzision umzuschreiben, wie es vor einer Generation noch undenkbar war, blie es bislang überraschend langsam und schwierig, die DNA anschließend auszulesen, um zu bestätigen, dass die beabsichtigte Veränderung - und nur diese - tatsächlich erfolgt ist. Dafür wurde der CleanFinder entwickelt, eine frei verfügbare, browserbasierte Plattform, die diese Editierungsergebnisse schnell und präzise auflöst — und zwar ohne sensible genomische Daten an externe Server zu senden. Die Arbeit ist in der Fachzeitschrift Trends in Biotechnology erschienen.

Genetische Vielfalt ist entscheidend für das Überleben von Arten: Sie stärkt Anpassungsfähigkeit, Widerstandskraft und langfristige Stabilität von Populationen. Ein internationales Forschungsteam unter der Leitung der Senckenberg-Forscherin Prof. Dr. Deborah Leigh und bestehend aus weiteren Mitgliedern der Fachgruppe für Naturschutzgenetik der Internationalen Union für Naturschutz (IUCN), hat einen neuen Ansatz entwickelt, um genetisch differenzierte Gruppen innerhalb einer Art zuverlässiger zu identifizieren. Die Methode soll künftig sowohl die Bewertung von Aussterberisiken als auch die Einschätzung von Wiederansiedlungspotenzialen verbessern. Ziel ist es, den Verlust genetischer Vielfalt zu reduzieren, indem sichergestellt wird, dass genetisch einzigartige Populationen wirksam geschützt werden. Die Studie ist nun im Fachjournal Bioscience erschienen.

Bäume wurden nicht allein durch Holz groß – sondern durch die Fähigkeit, ihre Wasserversorgung gegen Ausfälle abzusichern. Eine ganz besondere innere Architektur des Wassertransports könnte ein bislang unterschätzter Schlüssel für die Evolution von Bäumen gewesen sein. Der Clou: Eine Unterteilung in einzelne Kompartimente ermöglicht auch großen Pflanzen ein Überleben in Dürreperioden. Das zeigt eine aktuelle Studie der Universität Hohenheim in Stuttgart zusammen mit der Cal Poly Humboldt und der Yale University in der Fachzeitschrift Current Biology.

Anhand von Modellrechnungen zeigt eine Studie, dass Betriebe ihr Einkommensrisiko deutlich senken können, wenn sie auf Diversifizierung, also vielfältigere Anbaumethoden setzen. Untersucht wurden der Effekt diversifizierter Fruchtfolgen sowie des Anbaus auf kleiner Fläche, in Form des sogenannten Streifenanbaus oder einer Parzellierung. Neben den Produktionsrisiken berücksichtigt die Studie des Leibniz-Zentrums für Agrarlandschaftsforschung (ZALF) auch den wachsenden, aber häufig übersehenen Einfluss von Marktrisiken auf landwirtschaftliche Einkommen. Veröffentlicht ist sie Open Access im Fachjournal Agricultural Systems.

Muss Pflanzenzüchtung immer Genveränderung bedeuten? Ein neues Forschungsprojekt am Max-Planck-Institut für Molekulare Pflanzenphysiologie (MPI-PP) verfolgt einen wegweisenden Ansatz für die Pflanzenzüchtung. Im Rahmen ihres mit 2,5 Mio. Euro geförderten ERC-Projekts GRAFT entwickelt Prof. Dr. Claudia Köhler, Leiterin der Abteilung Pflanzliche Reproduktionsbiologie und Epigenetik, eine Methode, um Gene gezielt an- oder auszuschalten, ohne die DNA-Sequenz der Pflanze selbst zu verändern. Die Innovation liegt in der Verbindung von Tradition und Spitzentechnologie: Durch Pfropfen sollen molekulare Steuersignale aus den Wurzeln genutzt werden, um Eigenschaften der nächsten Pflanzengeneration in den Blüten vorzuprogrammieren. Das meldet das MPI-PP beim Informationsdienst Wissenschaft (idw).

In den kommenden fünf Jahren kann sich Prof. Dr. Ulrike Herzschuh verstärkt mit dem Aussterben von Pflanzen-Arten befassen und dafür neue Methoden und Modelle entwickeln. Die Forscherin vom Alfred-Wegener-Institut (AWI) in Potsdam erhält einen renommierten Advanced Grant des Europäischen Forschungsrats (ERC). Diese Auszeichnung für die Forscherin am Labor für Paläogenetik soll bahnbrechende und risikoreiche Forschung unterstützen, die neue wissenschaftliche Wege eröffnen könnte. Ihr Projekt „plantExtinct“ wird mit drei Millionen Euro gefördert.

Wie große Proteine Membranen in Zellen passieren können, ohne diese zu zerstören, zählt zu den großen offenen Fragen der Zellbiologie. Mithilfe der Kryo-Elektronenmikroskopie (Kryo-EM) ist es Prof. Dr. Leonid Sazanov und Dr. Ziyu Zhao am Institute of Science and Technology Austria (ISTA) nun gelungen, neue Details über eine molekulare „Schleuse“ zu entschlüsseln. Die Erkenntnisse wurden in Molecular Cell publiziert.

Forschende haben die Möglichkeiten und Grenzen des Einsatzes von doppelsträngiger RNA (dsRNA) zur Bekämpfung von Pflanzenviren untersucht und erstmals allgemeine Designprinzipien für zukünftige RNA-Trägersysteme in der Pflanzenproduktion entwickelt. Bei (RNA)-basierten Pflanzenschutzstrategien werden Pflanzen mit künstlich hergestellter doppelsträngiger RNA behandelt, die gezielt die gezielt virale Erbinformation erkennt und deren Vermehrung hemmt. Die Technologie gilt als hochspezifisch und potenziell umweltfreundlicher als viele konventionelle Pflanzenschutzmittel. So vielversprechend die ds-RNA-Technologie ist – es gibt auch Hürden: Das zentrale Problem besteht darin, dass die RNA-Moleküle zunächst in die Pflanzenzellen gelangen müssen. „Hier liegt die größte Herausforderung“, so Prof. i.R. Dr. Karl-Heinz Kogel, einer der beiden Letztautoren der Studie und ehemaliger Direktor des Instituts für Phytopathologie der Justus-Liebig-Universität Gießen (JLU). Die Studie gemeinsam mit Forschenden der Université de Strasbourg/CNRS, der Hochschule Bielefeld und der Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf wurde im Fachmagazin Nature Plants veröffentlicht. „Unsere Studie liefert einen wichtigen Orientierungsrahmen für die zukünftige Entwicklung nachhaltiger Pflanzenschutzstrategien und zeigt auf, welche wissenschaftlichen Fragen gelöst werden müssen, bevor RNA-basierte Technologien ihr volles Potenzial im Feld entfalten können“, resümiert Prof. Kogel.