Wochenchronik: Pflanzenforschung und Botanik KW #8 (2026)

Stickstoffdüngung ist für die Produktion pflanzlicher Nahrungsmittel unverzichtbar. Doch zu viel Nitrat belastet die Böden, die Gewässer und das Klima. Pflanzen, die das vorhandene Nitrat besser erreichen und effizienter nutzen, brauchen weniger Dünger - ein wichtiger Grundsatz für eine nachhaltigere Landwirtschaft. Ein internationales Forschungsteam unter Beteiligung des Leibniz-Instituts für Pflanzengenetik und Kulturpflanzenforschung (IPK) hat nun einen molekularen Mechanismus entdeckt, mit dem Pflanzen ihr Wurzelwachstum so anpassen, dass die Nitratvorkommen im Boden besser erreicht und genutzt werden. Die Ergebnisse der Studie wurden am 12. Februar im Fachmagazin Nature Plants veröffentlicht und heute der Öffentlichkeit vorgestellt.

Ein neues Verfahren ermöglicht es, die weibliche Meiose - also die Zellteilung während der Ausbildung der Keimzellen - bei der Modellpflanze Arabidopsis thaliana detailliert zu beobachten. Mit dem Verfahren FeM-ID (Female Meiotic cell IDentification) wird ein bedeutendes Problem der Pflanzenbiologie gelöst: Weibliche meiotische Zellen waren bisher schwer zugänglich, daher musste sich die Forschung auf die männlichen Zellen konzentrieren. Die Ergebnisse des Teams vom Leibniz-Institut für Pflanzengenetik und Kulturpflanzenforschung (IPK) wurden im Fachmagazin The Plant Cell veröffentlicht.

Mithilfe von Langzeitdaten der Spree haben Forschende herausgefunden, dass Wasserpflanzen sinkende Wasserstände von Tieflandflüssen in einem trockeneren Klima kompensieren können. In den letzten Sommern führten die Wasserpflanzen im unteren Teil der Spree zu einem Wasseranstieg von rund 50 bis 60 Zentimetern im Vergleich zur Situation ohne Wasserpflanzen und glichen damit die sinkende Wassermenge aus. Wasserpflanzen halten das Wasser nicht nur im Flussbett, sondern auch im angrenzenden Grundwasser zurück und stabilisieren so den Wasserhaushalt von Auenflächen. Das Forschungsteam des Leibniz-Instituts für Gewässerökologie und Binnenfischerei (IGB) hat die Ergebnisse im Fachmagazin Journal of Hydrology veröffentlicht.

Die globale Erwärmung muss unter 2°C begrenzt und anschließend so schnell wie möglich wieder unter 1,5°C gesenkt werden, um das Risiko zu verringern, dass Kipppunkte im Erdsystem ausgelöst werden. Langfristig müssten die globalen Temperaturen sogar auf etwa 1°C über dem vorindustriellen Niveau stabilisiert werden. Zu diesem Schluss kommt ein internationales Forschungsteam vom Potsdam-Institut für Klimafolgenforschung (PIK), der Universität Exeter, und dem Zentrum für internationale Klimaforschung (CICERO) in einer jetzt veröffentlichten Studie in Environmental Research Letters.

Ein Perspektivenartikel in der Fachzeitschrift Genetics plädiert für einen Paradigmenwechsel, um komplexe Genwirkungen im Zusammenspiel mit Umwelt und genetischem Hintergrund aufzuklären. Viele Merkmale und Krankheitsrisiken entstehen nicht durch „ein Gen – ein Merkmal“, sondern durch das Zusammenspiel sehr vieler genetischer Varianten. Klassische Ein-Gen-Modelle erklären die beobachtete Variation von Individuen oft nicht – besonders, wenn Umwelt und genetischer Hintergrund mitwirken. Die internationale Autor*innengruppe der verschiedensten biologischen Disziplinen - darunter auch Pflanzenwissenschaftler*innen -  fordert daher neue experimentelle Paradigmen und passende Infrastrukturen, etwa großskalige, automatisierte Phänotypisierung und systematische Studien unter Berücksichtigung der Umweltvariation. Darauf verweist das Max-Planck-Institut für Evolutionsbiologie, an dem Erstautor, Prof. Dr. em. Diethard Tautz, wirkt.

Mit der Reinhart-Koselleck-Förderung der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) möchte Prof. Dr. Wolf B. Frommer mit seinem Team an der Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf (HHU) diejenigen Mechanismen untersuchen, mit denen schädliche Bakterien in das Wasserleitgewebe (Xylem) von Reis eindringen und sich dort ausbreiten. Bakterien wie Xanthomonas oryzae pv. oryzae (Xoo) verursachen die sogenannte Weißblättrigkeit (englisch Bacterial Blight), eine der häufigsten Erkrankungen des Reises. Weltweit verursacht sie erhebliche Ernteausfälle, die eine veritable Gefahr für Reisbauern darstellen. Die Pflanze schützt sich zwar durch mehrere Barrieren, doch Xoo nutzt spezifische Strategien, um in die Wasserleitbahnen einzudringen, sich gegen den Wasserstrom zu bewegen und Nährstoffe aus der Pflanze zu gewinnen. Bisher ist wenig über die genauen Schritte der Infektion bekannt; besonders auf zellulärer Ebene und in Echtzeit existieren nur wenige empirische Beobachtungen. Das neue Projekt soll diese Lücke schließen. Mit modernsten Bildgebungsverfahren, Einzelzell-Analysen und Genomeditierung (CRISPR-Cas) wollen die Düsseldorfer Forschenden die verschiedenen Phasen der Infektion. Dabei steht das grundlegende Verständnis der Infektionsmechanismen im Vordergrund. Auf dieser Basis können gegebenenfalls in einem nächsten Schritt resistente Reissorten entwickelt werden.

Ein bedeutender Teil der Bildarchive der Forschungsanstalt Eidgenössischen Forschungsanstalt für Wald, Schnee und Landschaft (WSL) ist ab sofort auf der Bildplattform E-Pics der Eidgenössischen Technischen Hochschule (ETH) Zürich frei zugänglich. Die rund 28.000 digitalisierten Glasplatten, Filmnegative und Dias der WSL und des SLF geben Einblick in über ein Jahrhundert Forschung, Technik und Alltag. Sie zeigen vorwiegend Motive aus den Themenbereichen Wald, Lawinen, Schnee und Landschaften und besitzen großen kulturhistorischen Wert, da sie Forschung und Alltag seit 1902 dokumentieren. Die allermeisten Fotos können frei verwendet werden (Creative-Commons-Lizenz).

In einer globalen Studie haben Forschende analysiert, unter welchen Bedingungen nicht heimische Pflanzen in den zahlreichen Trockengebieten der Erde besonders gut gedeihen und was ihre Verbreitung hemmt. Anhand von Daten aus 98 Untersuchungsgebieten in 25 Ländern auf sechs Kontinenten zeigten sie, dass diese Pflanzen meist schneller wachsen als einheimische Arten und vor allem dort erfolgreicher sind, wo Böden stark beweidet werden und nährstoffreicher sind. Sie breiten sie sich dagegen weniger aus, wenn viele verschiedene einheimische Pflanzen vorhanden waren. Der Erfolg von nicht heimischen, mehrjährigen Pflanzen in Trockengebieten hänge von vielen verschiedenen Faktoren ab, so die Wissenschaftler*innen. Dazu gehöre das lokale Klima, die Bodenqualität und die Vielfalt der heimischen Pflanzen. „Eine hohe biologische Vielfalt schützt Trockengebiete vor invasiven Pflanzen“, sagt Dr. Soroor Rahmanian von der Universität Leipzig und dem Deutschen Zentrum für integrative Biodiversitätsforschung (iDiv). Sie ist gemeinsam mit Prof. Dr. Nico Eisenhauer Erstautorin der Studie, die gerade in der Fachzeitschrift Nature Ecology & Evolution veröffentlicht wurde.

Der Amazonas-Regenwald war 2023 ungewöhnlich hohen Temperaturen und starker Trockenheit ausgesetzt. Ein internationales Forschungsteam unter der Leitung von Santiago Botia vom Max-Planck-Institut für Biogeochemie untersuchte, wie sich diese extremen Bedingungen auf die Fähigkeit des Amazonas-Regenwaldes auswirkten, Kohlenstoff aufzunehmen und zu speichern. Verantwortlich für dieses Wetter war die überdurchschnittlich warme Meeresoberfläche im Atlantik und Pazifik, wodurch weniger Feuchtigkeit vom Atlantik nach Südamerika transportiert wurde. Messungen am ATTO-Observatorium und Satelitten-Daten zeigen, dass die Vegetation zu Beginn des Jahres zwar überdurchschnittlich viel Kohlenstoff aufnahm, dies während der Trockenzeit jedoch drastisch zurückging. Insgesamt verwandelte sich die Region im Jahr 2023 von einer Kohlenstoffsenke in eine Kohlenstoffquelle. Die Studie wurde in AGU Advances veröffentlicht.

Seit 2015 ist die EU-ABS-Verordnung (EU) Nr. 511/2014 in Kraft, die sich mit der Nutzung genetischer Ressourcen und der gerechten Verteilung der daraus resultierenden Vorteile befasst. Diese Verordnung dient der Umsetzung des Nagoya Protokolls zu Access and Benefit Sharing (ABS) und wird nun nach zehn Jahren turnusgemäß überprüft. Im Rahmen einer ersten Sondierung hat der Verband Biologie, Biowissenschaften und Biomedizin in Deutschland (VBIO) aktiv an einer Stellungnahme mitgearbeitet, die die Allianz der universitären und außeruniversitären Biodiversitätsforschung in Deutschland gemeinsam mit Konsortium europäischer taxonomischer Einrichtungen (CETAF) vorgelegt hat. Neben der Beantwortung der von der EU vorgegebenen Fragen geht die Stellungnahme auf weitere Beobachtungen ein und betont, dass der Zugang zu genetischen Ressourcen für die Biodiversitätsforschung essenziell ist. Es bestehen derzeit erhebliche rechtliche Unsicherheiten bezüglich der Nutzung und der Verantwortlichkeiten der Nutzenden, so der Biologie Dachverband, in dem auch unsere DBG Mitglied ist. Einer der Änderungswünsche: es bedarf einer Überarbeitung der EU-ABS-Verordnung, um rechtliche Unsicherheiten zu reduzieren und die Forschung zu erleichtern.

Die Ostsee steht seit Jahrzehnten unter Druck: Zwar wurden die Einträge von Phosphor und Stickstoff aus Flüssen – Ursache der Überdüngung des Binnenmeeres – merklich reduziert. Doch Folgeerscheinungen wie Algenblüten und Sauerstoffmangel treten nach wie vor massiv auf und ziehen weitere ökologische Folgen nach sich. Forschende des Leibniz-Instituts für Ostseeforschung Warnemünde (IOW) zeigen nun in einer umfassenden Zusammenschau, wie Nährstoffaltlasten, interne Stoffkreisläufe und Klimaerwärmung zusammenwirken, so dass Schutzmaßnahmen nur verzögert greifen. Gleichzeitig sehen sie Ansatzpunkte für ein wirksames Ostsee-Management. Die Arbeit erschien im jüngsten Band im Annual Review of Marine Science.

Die Hochschullehre hat sich in den vergangenen Jahren deutlich gewandelt und wandelt sich weiter. Vor diesem Hintergrund loben der Verband Biologie, Biowissenschaften und Biomedizin in Deutschland (VBIO), die Gesellschaft Deutscher Chemiker, die Deutsche Mathematiker-Vereinigung, die Deutsche Physikalische Gesellschaft gemeinsam mit dem Stifterverband den Ars legendi-Fakultätenpreis für Mathematik und Naturwissenschaften aus. Sie wollen mit dem Preis die besondere Bedeutung der Hochschullehre für die Ausbildung des Nachwuchses in der Mathematik und den Naturwissenschaften noch sichtbarer machen. Der Preis wird jährlich in den vier Kategorien Biologie, Chemie, Mathematik und Physik vergeben und ist mit je 5.000 Euro dotiert. Gesucht werden Lehrende, deren Lehrveranstaltungen den Lernprozess der Studierenden in herausragender Weise unterstützen – durch eine hohe Professionalität der Lehre sowie wesentliche Beiträge zur Gestaltung hervorragender Studiengänge. Bis zum 4. Mai 2026 können Fachbereiche und Fakultäten, Fachschaften sowie lokale Vertretungen der Fachgesellschaften, Kandidatinnen und Kandidaten vorschlagen. Eigenbewerbungen sind ebenfalls möglich.