Forschung: Im Labor verstehen, was auf dem Feld passiert

Wenn Pflanzen unter einem veränderten Klima, Extremwetterereignissen, Schadorganismen und ausgelaugten Böden leiden, gefährdet das die Existenzgrundlage der wachsenden Weltbevölkerung. Die Generalversammlung der Vereinten Nationen hat daher den 12. Mai zum Internationalen Tag der Pflanzengesundheit (IDPH) erklärt. Damit soll darauf hingewiesen werden, wie essentiell der Schutz der Pflanzengesundheit für uns Menschen ist – für die Sicherung unserer Ernährung, für weniger Armut und für den Schutz unserer Umwelt.

Grundlagen der Pflanzengesundheit erforschen

Neue Ansätze für die Förderung der Pflanzengesundheit kommen aus der Grundlagenforschung: Am Exzellenzcluster CIBSS der Universität Freiburg erforschen Wissenschaftler*innen, welche biologischen Prozesse das Wachstum und die Widerstandsfähigkeit von Pflanzen steuern. Daraus ergeben sich neue Lösungswege, um Nutzpflanzen die Anpassung an veränderte Umweltbedingungen zu erleichtern und ihre Gesundheit zu erhalten. Forschungsverbünde wie CIBSS bieten die Möglichkeit, die Pflanzenforschung eng mit biotechnologischer und biomedizinischer Forschung zu verzahnen. Diese Zusammenarbeit verschiedener Fachgebiete macht es möglich, unterschiedliche Expertisen zu kombinieren und grundlegende Mechanismen zu identifizieren, die in Pflanzen und anderen Organismen gleichermaßen relevant sind.

Video-Interview mit Prof. Dr. Jürgen Kleine-Vehn

Jürgen Kleine-Vehn erforscht, wie Pflanzen Informationen aus ihrer Umwelt verarbeiten und darauf reagieren, indem sie ihr Wachstum an die äußeren Gegebenheiten anpassen. Zentral dafür sind Pflanzenhormone, die die Kommunikation zwischen den Zellen einer Pflanze steuern. „Pflanzen nehmen ihre Umwelt sehr genau wahr und integrieren diese Informationen in ihre Architektur,“ sagt Kleine-Vehn. Pflanzenhormone sind dadurch auch wichtig für den Ertrag von Nutzpflanzen.

Video-Interview mit Prof. Dr. Thomas Ott

Thomas Ott erforscht eine Symbiose zwischen Hülsenfrüchtlern wie Bohnen oder Erbsen und bestimmten Bakterien. „Die Bakterien geben Stickstoff an die Pflanze ab und düngen sie dadurch,“ erklärt Ott. Das gesunde Wachstum von Hülsenfrüchtlern ist dadurch nicht von Stickstoff aus dem Boden abhängig. Andere Nutzpflanzen, die die Symbiose nicht eingehen können, müssen in der Landwirtschaft durch energieintensive Düngung mit Stickstoff versorgt werden. Ein Ziel von Otts Forschung ist, die Fähigkeit, diese Symbiose einzugehen, auf weitere Nutzpflanzen zu übertragen.

Video-Interview mit Dr. Aida Maric

Aida Maric erforscht, welche Prozesse in Pflanzen ablaufen, wenn Böden plötzlich durch Extremwetterereignisse überfluten. „Unter Wasser wird das gasförmige Hormon Ethylen in der Pflanze eingeschlossen, was schwerwiegende Auswirkungen für die Pflanze hat,“ sagt Maric. Sie sucht Möglichkeiten, wie sich die Menge an Ethylen in so einem Fall reduzieren ließe, zum Beispiel durch den gezielten Einsatz natürlicher Bodenbakterien.