Wochenchronik: Pflanzenforschung und Botanik KW #41 (2026)

Die Ergebnisse des neuen Würzburger Nobelpreisträgers Georg Nagel nutzen neben der Medizin auch Forschende in den Pflanzenwissenschaften. Nagels langjährige Würzburger Mitstreiter Dietmar Geiger, Kai Konrad und Dirk Becker erklären, warum. Nagel konnte zeigen, dass die Grünalgen-Channelrhodopsine sehr empfindlich auf Blaulichtreize reagieren und sehr schnell schalten. Nagel und seine Mitstreiter erkannten das Anwendungspotenzial der Channelrhodpsine. So wurden sie zu den Gründungsvätern einer neuen Forschungsrichtung – der Optogenetik. Der Charme dieser Technik liegt in der berührungslosen Steuerung elektrischer Reize, die punktgenau und mit variierbarer Frequenz und Amplitude eingesetzt werden können. Mit seiner Berufung zum Professor für Molekulare Pflanzenphysiologie am Lehrstuhl für Botanik I am Julius-von-Sachs-Institut des Biozentrums der Universität Würzburg im Jahr 2004 fokussierte sich Professor Nagel darauf, die lichtgesteuerten Kanäle für den Einsatz als optogenetische Werkzeuge zu optimieren. Auch in der Pflanze können mit der Hilfe dieser lichtgesteuerten Kanäle präzise elektrische Signale ausgelöst werden, um berührungslos die physiologische Konsequenz einer elektrischen Reizung zu studieren. Erste Studien und Publikationen bezeugen das zukunftsweisende Potential der optogenetischen Schalter des Nobelpreisträgers Georg Nagel.

Der Klimawandel verändert weltweit, welche Pflanzen und Tiere gemeinsam in Ökosystemen leben: Manche Artengemeinschaften lösen sich auf, andere bilden sich neu. Eine Studie in der Zeitschrift Nature Climate Change zeigt, dass diese Entwicklung auch Folgen für Naturschutz und Renaturierung hat. Die Forschenden der Technischen Universität München (TUM) plädieren dafür, bisherige Ziele zu überdenken und den Umgang mit der sich wandelnden Natur bewusst zu gestalten.

Wie Moleküle aus Pflanzenwurzeln mit Bakterien zusammenwirken, um Nährstoffe aus dem Boden aufzunehmen hat ein Forschungsteam untersucht. Dabei zeigte sich, wie Pflanzen ihre chemische Kommunikation mit Bakterien an ihren Wurzeln an unterschiedliche Bodenbedingungen anpassen, um ihre Eisenaufnahme aus unlöslichen Quellen zu optimieren – sowohl in sauren als auch in kalkhaltigen Böden. Die Studie unter der Leitung von Paul Schulze-Lefert vom Max-Planck-Institut für Pflanzenzüchtungsforschung in Köln (MPIPZ), in Zusammenarbeit mit Ricardo F. H. Giehl vom Leibniz-Institut für Pflanzengenetik und Kulturpflanzenforschung in Gatersleben wurde jetzt in der Fachzeitschrift Cell veröffentlicht.

Ein starker Verlust der Pflanzenvielfalt könnte dazu führen, dass Grasländer wie Wiesen und Weiden weltweit gegen Mitte des Jahrhunderts rund 15 Prozent weniger CO₂ durch Photosynthese aufnehmen als bei erhaltener Vielfalt. In besonders stark betroffenen Regionen könnte der Unterschied bis zu 50 Prozent betragen – und das schon in einem Szenario, in dem die Erwärmung auf unter zwei Grad begrenzt bleibt. Die Ergebnisse wurden heute in einer Studie des Potsdam-Instituts für Klimafolgenforschung (PIK) und der Christian-Albrechts-Universität zu Kiel (CAU) in der Fachzeitschrift PNAS veröffentlicht.

In seiner Stellungnahme zum jüngst vorgelegten Referentenentwurf begrüßt der Verband Biologie, Biowissenschaften und Biomedizin in Deutschland (VBIO) ausdrücklich das Ziel, die Biostoffverordnung (BiostoffV) an den Stand der wissenschaftlichen Erkenntnisse anzupassen und zugleich Verfahren zu modernisieren und zu entbürokratisieren. Dies gilt insbesondere für digitale Unterweisungen, den Übergang von Schrift- zu Textformerfordernissen, die Nutzung externer Expositionsdatenbanken und medienbruchfreie elektronische Verfahren. Bei einigen der vorgesehenen Änderungen sieht der VBIO jedoch Konkretisierungs- beziehungsweise Anpassungsbedarf – etwa bei der Erweiterung des Biostoffbegriffs (§ 2 Abs. 1 Nr. 2), bei der Abgrenzung von Tätigkeiten mit ubiquitär vorkommenden Biostoffen (§ 2 Abs. 7 Nr. 2) oder bei der digitalen Unterweisung (§ 14).

Winzige Einzeller säubern das Wasser, können es aber auch vergiften. Forschende der Universität Zürich haben nun anhand von DNA-Daten aus 362 Seen den ersten globalen Genom-Atlas erstellt, bereits im September in Nature Communications veröffentlicht und heute der Öffentlichkeit vorgestellt. Dazu wertete das Team um Letztautor Adrian-Stefan Andrei weltweit 3’400 DNA-Datensätze aus 362 Seen und Stauseen in 28 Ländern aus. In einer umfassenden internationalen Zusammenarbeit rekonstruierten die Forschenden fast 20’000 Genome der Mitochondrien, den Zell-Kraftwerken, von rund 3’660 Arten. Daraus entstand der erste globale Genom-Atlas dieser mikroskopisch kleinen Lebewesen in Seen und Stauseen. Der Atlas offenbart eine bislang weitgehend unbekannte Artenvielfalt: Für mehrere Algengruppen und ihre Verwandten erfassten die Forschenden sechs- bis über zwanzigmal so viele Arten, wie in der weltweit führenden genetischen Referenzdatenbank verzeichnet waren. Damit legen die Forschenden den Grundstein für eine bessere Überwachung von Gewässern.

Das Projekt AHOI.SH untersucht gemeinsam mit Partnern die Potenziale von Agroforstsystemen in Schleswig-Holstein. Im Fokus stehen Wirtschaftlichkeit, Erträge, Klimaanpassung, Artenvielfalt und die Nutzung des erzeugten Holzes. Dafür werden bestehende Agroforstflächen direkt in der Praxis untersucht. Die Ergebnisse der Teams der der Hochschule für Angewandte Wissenschaften (HAW) Kiel und VIVO Carbon sollen in Kalkulationsmodelle, einen Praxisleitfaden und ein frei zugängliches KI-gestütztes Entscheidungstool einfließen. Ziel ist es, landwirtschaftlichen Betrieben belastbare Entscheidungsgrundlagen zu bieten und Agroforst als klimaresiliente und wirtschaftlich interessante Bewirtschaftungsform stärker zu etablieren.

Agroforstwirtschaft kann durch die Kombination von Gehölzen mit Ackerkulturen und/oder Tierhaltung dazu beitragen, Böden zu schützen, Wasser in der Landschaft zu halten und landwirtschaftliche Betriebe an den Klimawandel anzupassen. Um solche Ansätze stärker in die Praxis zu bringen, bauen die Universität Münster, der Westfälisch-Lippische Landwirtschaftsverband, der Deutsche Fachverband für Agroforstwirtschaft und die Joachim Herz Stiftung das agroforst innovate! center auf. Die Stiftung fördert das Vorhaben mit fünf Millionen Euro. In einem Landschaftslabor in Steinfurt werden neue wirtschaftlich tragfähige Lösungen unter realen Bedingungen erprobt und für andere Betriebe nutzbar gemacht. "Das agroforst innovate! center bietet dank der Förderung durch die Joachim Herz Stiftung nun eine einzigartige Chance für die Landwirtschaft, Boden-, Klima- und Landschaftsqualität entscheidend zu verbessern und dies ganz praxisnah wissenschaftlich zu begleiten", unterstreicht Prof. Tillmann Buttschardt, Leiter der Arbeitsgruppe „Angewandte Landschaftsökologie und Ökologische Planung“ an der Universität Münster.

Für seine Entdeckungen zur Optogenetik erhält der Würzburger Professor Georg Nagel (73) den Nobelpreis für Medizin 2026 gemeinsam mit zwei Kollegen. Nagel hat von 2004 bis 2021 als Professor für Molekulare Pflanzenphysiologie am Lehrstuhl für Botanik I am Julius-von-Sachs-Institut des Biozentrums und danach bis Ende Juni 2026 als Seniorprofessor am Physiologischen Institut der Julius-Maximilians-Universität Würzburg (JMU) geforscht und gelehrt. Die mit rund einer Million Euro dotierte Auszeichnung erhält er zusammen mit seinen Kollegen Karl Deisseroth (Stanford University) und dem Algenforscher Peter Hegemann (Humboldt-Universität Berlin) für ihre gemeinsamen Entdeckungen über lichtgesteuerte Ionenkanäle und zur Optogenetik. Professor Dirk Becker vom Lehrstuhl für Botanik I [unser neu gewählter DBG-Schatzmeister] hat über 20 Jahre lang mit Georg Nagel geforscht. Die Optogenetik hat ihre Ursprünge in Pflanzenzellen, in Algen. „Dass dieses System hilfreich für die Erforschung des menschlichen Gehirns sein dürfte, wurde sehr früh erkannt. Die Arbeiten von Georg Nagel und seinen Mitforschenden waren in dieser Hinsicht wirklich bahnbrechend“, sagt Dirk Becker. Georg Nagel schätzt er als „sehr angenehmen und umgänglichen Kollegen mit vielen Ideen und wissenschaftlicher Kreativität. Ich freue mich sehr für ihn und seine Mitarbeiter!“

Für seine Grundlagenforschung, die sich später zur Optogenetik weiterentwickelte, wird Profrssor Dr. Peter Hegemann von der Humboldt-Universität zu Berlin mit dem Nobelpreis für Physiologie oder Medizin 2026 ausgezeichnet. Er erhält den Preis zusammen mit Prof. Dr. Georg Nagel (Julius-Maximilians-Universität Würzburg) und Prof. Dr. Karl Deisseroth (Stanford University, USA) für die Entdeckung von lichtgesteuerten Ionenkanälen. Hegemanns Forschung begann mit der Frage, wie einzellige Grünalgen Licht wahrnehmen und ihre Bewegung danach ausrichten. Gemeinsam mit Georg Nagel und weiteren Forschenden identifizierte und charakterisierte Hegemann anschließend die dafür verantwortlichen Kanalrhodopsine. Diese Entdeckungen lieferten die molekulare Grundlage für die Optogenetik. Karl Deisseroth und Kollegen zeigten 2005, dass sich Channelrhodopsin-2 in Nervenzellen einsetzen lässt, um elektrische Signale mit Millisekunden-Präzision durch Licht auszulösen. Die Optogenetik wird bis heute vor allem in den Neurowissenschaften eingesetzt. Ihre Anwendungsmöglichkeiten reichen jedoch darüber hinaus.

Wie können wir den Artenverlust in Agrarlandschaften aufhalten und dabei soziale und ökonomische Aspekte berücksichtigen? Eine Antwort könnte in einer stärkeren Zusammenarbeit auf Landschaftsebene liegen: In einem neuen Positionspapier beschreiben Forschende der Universität Göttingen, welche Synergien eine kooperative Landschaftsplanung gegenüber einzelnen, isolierten Maßnahmen ermöglichen kann. Ihr Beitrag ist in der Fachzeitschrift Conservation Biology erschienen.

Im EU-Projekt „Heniprotect“ entwickelt das Centrum für Biotechnologie (CeBiTec) der Universität Bielefeld eine neue Plattform zur Produktion therapeutischer Antikörper in Mikroalgen. Ziel ist eine inhalierbare Antikörpertherapie gegen gefährliche Nipah- und Hendra-Viren und eine schnell skalierbare Produktion für künftige Pandemien. Das CeBiTec übernimmt eine zentrale Rolle im neuen europäischen Forschungsprojekt „Heniprotect“ (HENIpavirus PROTECTion via inhaled antibody solution). Das von der Europäischen Union im Rahmen von Horizon Europe geförderte Projekt entwickelt eine inhalierbare Antikörpertherapie gegen die gefährlichen Nipah- und Hendra-Viren. Koordiniert wird das Projekt vom französischen Forschungsinstitut „Inserm“; insgesamt sind 18 Partner aus Forschung, Medizin und Industrie beteiligt.