In Bochum werden drei der Preistragenden ihre Ergebnisse den rund 500 angemeldeten Tagungsteilnehmenden in einem Vortrag präsentieren. Doch worin genau besteht die wissenschaftliche Exzellenz der ausgezeichneten Arbeiten?
Mit CRISPR/Cas erstmals die Anzahl der Chromosomen in Pflanzen erfolgreich reduziert
Den Eduard-Strasburger-Preis der Deutschen Botanischen Gesellschaft (DBG) erhält dieses Jahr Dr. Michelle Rönspies vom Karlsruher Institut für Technologie (KIT) für ihre im Fachmagazin Science erschienene Arbeit. Darin belegt Dr. Rönspies als Erstautorin erstmals, dass sich mit der Genschere CRISPR/Cas auch große Fragmente im Pflanzengenom umstrukturieren lassen, ohne Wachstum oder Entwicklung zu beeinträchtigen. Ihr gelang es in der Ackerschmalwand (Arabidopsis thaliana) durch Fusionen in zwei aufeinanderfolgenden Schritten, beide Arme von Chromosom Nummer drei auf ein bzw. zwei andere Chromosomen zu übertragen, miteinander zu verschmelzen und so einen neuen Karyotyp zu erzeugen: Pflanzen mit acht anstelle von zehn Chromosomen. Mit der Genschere CRISPR/Cas konnte sie so einen Vorgang im Labor gezielt nachstellen, wie er auch in der Natur und im Laufe der Evolution immer wieder auftritt, was bis dahin noch nie zuvor bei Pflanzen gelungen war. Die Nachkommen der neuen Pflanzen, die mit normalen Pflanzen gekreuzt worden waren, bildeten allerdings weniger Samen, die jedoch genauso fruchtbar waren wie nicht veränderte Pflanzen. Die Arbeit von Dr. Rönspies zeigt damit auch die enorme Plastizität pflanzlicher Genome und eröffnet nicht nur der Grundlagenforschung neue Forschungsansätze. Langfristig können derartige Genomveränderungen erzeugt werden, etwa um Pflanzen genetisch von ihren wilden Verwandten zu isolieren, um ungewollte Auskreuzungen zu verhindern. In der Pflanzenzüchtung könnten damit stress- und klimaresistente Pflanzen für eine nachhaltige Landwirtschaft erzeugt werden. Dr. Rönspies wird den vom Springer-Spektrum-Verlag gestifteten und mit 2.500 Euro dotieren Eduard-Strasburger-Preis am 9. September 2026 aus den Händen des Präsidenten der DBG, Prof. Dr. Andreas Weber, entgegennehmen, und ihre Arbeit in einem Plenar-Vortrag vorstellen. Die Auswahl für die Jury war herausfordernd, da ihr viele ausgezeichnete Nominierungen vorlagen.
Was Pflanzen bereits konnten, bevor sie an Land gingen
Lange bevor Pflanzen das Land eroberten, hatten ihre Algen-Vorfahren bereits Mechanismen entwickelt, um Trockenheit und Wasserstress zu trotzen. Wie die Vorfahren der Landpflanzen dies auf Molekülebene und mit welchen hormonellen Signalen regelten, hat Dr. Jaccoline Zegers in ihrer Doktorarbeit an der Universität Göttingen untersucht, die nun mit dem Wilhelm-Pfeffer-Preis der DBG ausgezeichnet wird. Um die Evolution vor Jahrmillionen rekonstruieren zu können, hat Dr. Zegers für mehrere der mit Landpflanzen am nächsten verwandten Gruppen der Schmuckalgen (Zygnematophyceae) neue analytische und molekulargenetische Methoden etabliert. Im Gegensatz zu besser untersuchten Modellarten waren diese Methoden in Schmuckalgen bislang noch nicht angewendet worden. Wie sie durch den Vergleich von vier Schmuckalgen mit zwei Landpflanzen herausfand, ähnelten sich zwar deren Schutzmechanismen vor der Land-Eroberung, wie etwa flexible Zellwände. Die hormonellen Signale, die den Schutz vor Austrocknung etwa durch das Pflanzenhormon Abscisinsäure steuern, änderten sich jedoch erst im weiteren Lauf der Evolution. Zegers' Genomstudien und bioinformatische Auswertungen sind nicht nur in renommierten Fachjournalen veröffentlicht, sondern stehen nun der Grundlagenforschung als robuste Methoden und umfangreiche Datensätze (Transkriptomik und Proteomik) zur Verfügung, um die Evolution komplexer Merkmale in Pflanzen tiefer zu erforschen. Auch wenn Dr. Zegers nun bei einer Firma arbeitet, untersucht sie weiterhin Algen in ihrer Freizeit. Sie wird den mit 2.500 Euro dotierten Preis der DBG-eigenen Wilhelm-Pfeffer-Stiftung vom Stiftungspräsidenten, Prof. Dr. Severin Sasso, entgegennehmen und ihre Arbeit in einem Plenar-Vortrag präsentieren.
Wie der Klimawandel arktische Algenwälder bedroht
Warum Tangwälder in arktischen Fjorden dem Klimawandel nicht einfach ausweichen können und die Großalgen als Nahrungsquelle dabei ungenießbarer werden, das hat Dr. Sarina Niedzwiedz von der Universität Bremen herausgefunden in ihrer nun mit dem Horst-Wiehe-Förderpreis der Deutschen Botanischen Gesellschaft (DBG) ausgezeichneten Doktorarbeit. Sie zeigte, dass der Polartag in Verbindung mit kalten Temperaturen zu Lichtstress in Tangen führt. Dies begrenzte die Ausbreitung der Tange in nördlichere Regionen. Durch den Klimawandel steigen die Temperaturen, und schmelzende Gletscher verdunkeln durch eingetragene Schwebstoffe die Fjorde, sodass nachfolgende Algengenerationen sich nicht einfach in tieferen Zonen ansiedeln können. Dort ist es für sie zu dunkel, um Energie durch Photosynthese gewinnen zu können - ein Effekt, der sich bei höheren Temperaturen noch verstärkte. Außerdem zeigte Dr. Niedzwiedz erstmals, dass Tange Schwermetalle wie Cadmium, Quecksilber und Blei aus Gletscher-Schmelzwasser anreichern. Das kann weitreichende Konsequenzen für das gesamte Nahrungsnetz haben, denn die ökosystemprägenden Tangwälder sind Lebensraum, Nahrungsquelle und Kinderstube für Krebse, Fische und viele andere Lebewesen. Durch eine Kombination von Laborexperimenten mit Feldstudien im norwegischen Spitzbergen und in Grönland hat Dr. Niedzwiedz wertvolle Erkenntnisse über eine der am stärksten vom Klimawandel betroffenen Regionen der Welt gewonnen, welche in namhaften Fachjournalen veröffentlicht wurden. Dr. Niedzwiedz wird den Preis der DBG-eigenen Horst-Wiehe-Stiftung während der Botanik-Tagung aus den Händen der Generalsekretärin der DBG, Prof. Dr. Iris Finkemeier, entgegennehmen und ihre Ergebnisse in einem Vortrag präsentieren.
Was Pflanzenoberflächen schützt
In seiner Dissertation hat Dr. Paul Grünhofer an der Universität Bonn mehrere gängige Annahmen über die Schutzschichten von Pappeln in Frage gestellt, und wird dafür mit dem Horst-Wiehe-Förderpreis der Deutschen Botanischen Gesellschaft (DBG) ausgezeichnet, der dieses Jahr an zwei Forschende verliehen wird. Bislang ging man davon aus, dass dickere innere und äußere Schutzschichten die Bäume bei Trockenheit abschirmen könnten. Daher untersuchte Dr. Grünhofer in Klimakammern und im Freiland den sog. apoplastischen Raum der Pappeln. Dieser umfasst verschiedene Barrieren zwischen lebenden Pflanzenzellen und der Umgebung, denen schützende Eigenschaften zugeschrieben werden, wie beispielsweise den Wachsen der Kutikula, welche die Blätter überzieht. Wie Dr. Grünhofer an Pflanzen vom Wildtyp und eigens mit CRISPR/Cas erzeugten Mutanten herausfand, helfen mehr Wachse in einer verdickten Kutikula auf den Blättern jedoch nicht, die Wasserverdunstung zu verringern. Untersucht hat Grünhofer auch die Abschlussgewebe an Stämmen und Wurzeln: das sog. Periderm sowie äußere und innere Gewebsschichten (Exo- und Endodermis). Auch veränderte Mengen des darin eingelagerten Moleküls Suberin beeinflussten den Wassertransport von Wurzeln nicht direkt. Wie Grünhofers Ergebnisse jedoch andeuten, könnte eine vermehrte Suberinisierung der Pappelwurzeln dagegen die (Nähr-)Stoffaufnahme beeinflussen, ohne sich negativ auf die Wasseraufnahme auszuwirken. Damit relativierte er die verbreitete Annahme, dass höhere Mengen an kutikulären Wachsen oder Suberin eindeutig zu kleineren Wasserverlusten bei Trockenheit führen. Dr. Grünhofers in mehreren Publikationen veröffentlichte Arbeiten eröffnen somit neue Wege, die Schutzfunktionen der apoplastischen Barrieren zu analysieren, um zukünftig zu stressresistenteren Pappel-Kultivaren für eine modernisierte Land- und Forstwirtschaft zu kommen. Als PostDoc untersucht Grünhofer nun vergleichbare Mechanismen im apoplastischen Raum anderer Nutzpflanzen sowohl an der Universität Bonn als auch im Ausland. Daher ist er leider verhindert, an der Verleihungszeremonie am 9. September teilzunehmen.
Deutsche Botanische Gesellschaft
Originalpublikationen / Titel der ausgezeichneten Arbeiten
Michelle Rönspies et al. (2025): CRISPR-Cas–mediated heritable chromosome fusions in Arabidopsis. Science 390, 843-848. DOI: https://doi.org/10.1126/science.adz8505
Jaccoline Zegers (2025): Evolutionary conservation of the hyperosmotic response in the closest algal relatives of land plants. Dissertation, Georg-August-University Göttingen. DOI: https://dx.doi.org/10.53846/goediss-12081
Sarina Niedzwiedz (2024): The Dark Side of Polar Day - The influence of coastal run-off on Arctic kelp communities. Dissertation, Universität Bremen. DOI: https://doi.org/10.26092/elib/3391
Paul Grünhofer (2025): Poplars, apoplastic barriers, and the environment. Dissertation, Rheinische Friedrich-Wilhelms-Universität Bonn. DOI: https://doi.org/10.48565/bonndoc-366
