Wochenchronik: Pflanzenforschung und Botanik KW #16 (2026)

Einem Forschungsteam ist es erstmals gelungen, Chromosomen in Pflanzen mit großem Erbgut wie Weizen gezielt zu verkleinern oder sogar vollständig zu entfernen. Dazu setzten die Forscherinnen und Forscher mit der Genschere CRISPR/Cas an sich wiederholenden Abschnitten der DNA an. Dr. Jianyong Chen, der Erstautor der Studie, und Mitglied im Team um Prof. Dr. Andreas Houben erklärt: „Unsere Forschung zeigt erstmals, dass Chromosomen durch gezielte Schnitte an Satelliten-DNA effizient verkleinert werden können.“ Die Ergebnisse der Studie des Leibniz-Instituts für Pflanzengenetik und Kulturpflanzenforschung (IPK), die im Fachmagazin Plant Communications veröffentlicht worden sind, können die Züchtungsprozesse erheblich beschleunigen.

Forschende stießen bei der Sammlungserschließung auf ein spektakuläres Pflanzenfossil. Ob es sich dabei wirklich um den mit Abstand ältesten Nachweis der Gattung Cannabis handelt, wird nun weiter untersucht. Die heute bekannte Art Cannabis sativa stammt urpsrünglich aus Nordwest-China. Dies legen zumindest Analysen von den ältesten gefundenen Pollen der Pflanze aus dem Miozän vor ca. 20 Mio. Jahren nahe. Auch heute hat die Pflanze ihr natürliches Verbreitungsgebiet in Nordwest-China und angrenzenden Regionen. Molekulare Datierungen am Erbgut heute lebender Vertreter lassen jedoch vermuten, dass die Gattung bis zu 28 Millionen Jahre alt sein könnte. Diese Annahme wird nun durch ein Pflanzenfossil aus der Sammlung des Museums für Naturkunde Berlin (MfN) infragegestellt. Fest steht bis dato lediglich, dass das Fossil ein echtes „High“-light in derSammlung des Berliner Naturkundemuseums darstellt. Einen berauschenden Trip in die Erdvergangenheit, ganz ohne Genussmittel, kann man übrigens auch bei einem Besuch der Ausstellungen erleben.

Photosynthetische Bakterien spielten eine entscheidende Rolle bei der Entwicklung unserer Erde. Forschende präsentieren nun ein „Evolutions-Update“ der kleinen grünen Mikroorganismen: ein Protein-System, das im Laufe der Zeit seine Aufgabe verändert hat – von der Trennung der DNA hin zur Formgebung der Zelle. Die in Science veröffentlichte Studie des Teams vom Institute of Science and Technology Austria (ISTA) zeigt, wie sich solche Proteinsysteme weiterentwickelten und so zur Entstehung der Multizellularität bei Cyanobakterien beitrugen.

Wie in einer riesigen Fabrik müssen auch in lebenden Zellen Bauteile exakt zum richtigen Zeitpunkt am passenden Ort ankommen. Ein Forschungsteam hat im Pilz Ustilago maydis untersucht, wie das Transportprotein Rrm4 als hochpräziser Logistiker fungiert. Der Pilz löst bei Maispflanzen die Krankheit Maisbeulenbrand aus. Rrm4 besitzt drei spezialisierte „Greifarme“ (sogenannte RRMs; RNA-Recognition Motifs), mit denen es die mRNA greift und auf membranumschlossene Organellen (Endosomen) verlädt. Diese fungieren wie Frachtwaggons, die entlang der Mikrotubuli wie auf Schienen durch die Zelle rasen. Doch wie erkennt das Transportprotein, welche mRNAs es greifen muss? Mithilfe der hochpräzisen iCLIP2-Methode zeigten die Forschenden um Prof. Dr. Michael Feldbrügge vom Institut für Mikrobiologie der Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf (HHU), dass die mRNA spezifische „Zipcodes“ (quasi Postleitzahlen) besitzt. Nur wenn der Greifarm des Proteins genau in diesen Zipcode passt, wird das Paket korrekt verladen und – was ebenso wichtig ist – unterwegs stabil gehalten. Die Arbeit wurde aufgrund ihrer Bedeutung als Breakthrough-Manuskript in der Fachzeitschrift Nucleic Acids Research (NAR) veröffentlicht.

Mit dem interdisziplinären Verbundprojekt ALIGN entsteht ein neuer Forschungsrahmen, um die rechtlichen, ethischen und gesellschaftlichen Fragen neuer genomischer Techniken (NGT) wie CRISPR/Cas in der Pflanzenzüchtung systematisch zu bearbeiten. Gefördert wird das Projekt durch das Bundesministerium für Forschung, Technologie und Raumfahrt (BMFTR) im Rahmen der Förderlinie „Ethische, rechtliche und soziale Aspekte von Zukunftsthemen in den modernen Lebenswissenschaften“. Die Gesamthöhe der Verbundförderung beträgt über eine Million Euro davon entfallen rund 485.000 Euro auf die Universität Bayreuth. Partner im Verbund sind das Julius Kühn-Institut, das Bundesamt für Verbraucherschutz und Lebensmittelsicherheit sowie das Institut Technik-Theologie-Naturwissenschaften der LMU München. Die Universität Bayreuth übernimmt die Gesamtkoordination des Verbunds, einschließlich administrativer Steuerung, Finanzmanagement und Kommunikation mit dem Fördergeber. Zudem baut sie den ALIGN Knowledge Hub als zentrale Plattform für interne Kooperation und externe Wissenschaftskommunikation auf. Darüber hinaus entwickelt die Universität Bayreuth eine Podcast-Serie, organisiert Stakeholder-Formate und erstellt einen abschließenden Stakeholder-Report.

Wie lassen sich Waldveränderungen frühzeitig erkennen und fundierte Entscheidungen für klimaresiliente Wälder treffen? Mit dieser Frage hat sich ein vom Bayerischen Forschungsinstitut für Digitale Transformation (bidt) der Bayerischen Akademie der Wissenschaften (BAdW) gefördertes Projekt beschäftigt. Zum Projektabschluss von „ROOT – Erdbeobachtung der Walddynamik und Biodiversität in Echtzeit“ wurde die entwickelte „ROOT Forest Monitor“-App vorgestellt, die bereits heute in der Praxis eingesetzt werden kann.

Die Bioökonomie ist der Schlüssel zu einer nachhaltigen Zukunft. Angesichts globaler Herausforderungen wie Klimawandel, Ressourcenknappheit und Ernährungssicherheit wächst der Bedarf an Fachkräften, die über interdisziplinäres Wissen verfügen. Eine fundierte und umfassende Beschreibung aller Aspekte einer nachhaltigen Bioökonomie bietet das englischsprachige Lehrbuch, das die Universität Hohenheim in Stuttgart jetzt unter der Federführung von Prof. Dr. Iris Lewandowski in einer zweiten, stark erweiterten Auflage herausgebracht hat. Dabei beschreiten Verlag und Herausgeber auch didaktisch neue Wege. Unter dem Titel Bioeconomy − Advancing the Transition to a Sustainable, Biobased Economy bietet das Buch nicht nur für Studierende, sondern auch für Fachleute und andere an dem Thema Interessierte wertvolle Informationen. Das Buch steht als pdf-Datei allen zur Verfügung.

Prof. Dr. Kai Bischof, stellvertretender Direktor des MARUM – Zentrum für Marine Umweltwissenschaften der Universität Bremen und Professor für Meeresbotanik am Fachbereich Biologie/Chemie, erforscht seit fast 30 Jahren die Ökophysiologie von Großalgen und insbesondere die Unterwasservegetation polarer Küstenökosysteme. Nun ist der Wissenschaftler gemeinsam mit dem Eisschild-Forscher, Prof. Dr. Olaf Eisen, in die Norwegische Wissenschaftsakademie für Polarforschung berufen worden. Unter der Schirmherrschaft des norwegischen Königs Harald ist die Norwegische Wissenschaftsakademie für Polarforschung die weltweit einzige wissenschaftliche Akademie, die sich in allen wissenschaftlichen Disziplinen und mit einer internationalen Perspektive auf die Polarregionen und die damit verbundenen Herausforderungen konzentriert.

Die Pflanzenwissenschaften verlieren mit der Schließung der Angewandten Genetik des Instituts für Biologie der Freien Universität Berlin Ende vergangenen Jahres einen historischen Standort (siehe Bericht im Tagesspiegel). Zu Beginn der 1920er Jahre zog das wenige Jahre zuvor gegründete Institut für Vererbungslehre in das neu errichtete Gebäude der Königlich Preußischen Landwirtschaftlichen Hochschule in Berlin-Dahlem ein. Das Institut wurde damals als Erstes seiner Art in Deutschland gegründet, um die Anwendung der neu entdeckten Mendelschen Regeln in der Landwirtschaft zu untersuchen. Seitdem wurden mehr als ein Jahrhundert lang das Erbgut, der Zellaufbau, die Entwicklung und die Züchtung von Pflanzen erforscht. 1972 wechselte die Einrichtung unter dem Namen 'Angewandte Genetik' an das Institut für Biologie der FU Berlin. Seit 2009 war die Angewandte Genetik Teil des Dahlem Centre of Plant Sciences (DCPS) der FU Berlin. Zuletzt vertraten dort Prof. Dr. Thomas Schmülling die Molekulare Entwicklungsbiologie der Pflanzen und Prof. Dr. Reinhard Kunze die Molekulargenetik der Pflanzen. Nun werden, mehr als 100 Jahre nach dem Erstbezug, die Gebäude einer neuen Bestimmung zugeführt und sollen – so Schmülling – nach der Renovierung u.a. von der Professur für Angewandte Zoologie und Ökologie der Tiere genutzt werden. 

Ein spezieller zellulärer Mechanismus reguliert den Proteinhaushalt von Pflanzen und beeinflusst damit, wie sie auf umweltbedingten Stress reagieren. Eine entscheidende Rolle spielt dabei ein besonderer Proteinkomplex, der dynamisch den Abbau und das Recycling von Proteinen steuert. Das hat ein internationales Forschungsteam unter Leitung von Privatdozent Dr. Markus Wirtz vom Centre for Organismal Studies der Universität Heidelberg bei Arabidopsis thaliana herausgefunden. „Wir konnten zeigen, dass der NatB-Proteinkomplex durch den Prozess der Acetylierung bestimmte Proteine für den Abbau markiert. Mithilfe dieses Mechanismus reguliert der NatB-Komplex die Aktivität einer Proteinkinase, die das Protein-Recycling in Pflanzen steuert“, sagt Wirtz, der im Rahmen des Excellenzclusters GreenRobust zu physiologischen Stressreaktionen von Pflanzen forscht. Die im Fachmagazin Nature Communications veröffentlichte internationale Studie liefert neue Erkenntnisse dazu, wie dieser grundlegende Vorgang – die sogenannte N-terminale Acetylierung – das Gleichgewicht im Proteinumsatz aufrechterhält und damit zur Stabilität des pflanzlichen Proteoms beiträgt.