Forschung im Botanischen Garten

Modellpflanzen
Joseph Kölreuter, später der erste Direktor des Botanischen Gartens, bewies 1759 mit einem eleganten Experiment an Tabakpflanzen, dass Vater und Mutter gemeinsam an der Vererbung teilhaben und begründete damit die wissenschaftliche Genetik.
Die Gene - 250 Jahre nach Kölreuter - intensiv erforscht an den Modellpflanzen Tabak, Arabidopsis, Reis und Weinrebe.

Der Botanische Garten am Schloss und der Botanische Garten des KIT waren ursprünglich eine Einheit, auch räumlich. Schon von Anfang an war Forschung ein zentrales Thema des Karlsruher Botanischen Gartens. Der Botaniker Kölreuter entdeckte an Pflanzen die Gesetze der Vererbung (etwa hundert Jahre vor Mendel und lange vor Gründung der Universität). Diese Forschungstradition ist auf den Botanischen Garten des KIT übergegangen. Der Garten ist für die Forschung am KIT unerläßlich.

Forschung für Nachhaltigkeit: Der Klimawandel ist auch in Deutschland schon längst angekommen. Selbst wenn es gelingt, sein Fortschreiten zu verlangsamen, werden die Versäumnisse der Vergangenheit dazu führen, dass wir unsere Landwirtschaft nicht in der bisherigen Form weiterführen können. Wir brauchen neue Nutzpflanzen, die mit einer besseren Resilienz ausgestattet sind und wir brauchen neue Praktiken, mit denen wir die Resilienz unserer heutigen Nutzpflanzen verbessern können. Am Botanischen Institut untersuchen wir auf verschiedenen Ebenen - Gene, Moleküle, Zellen, ganze Pflanzen, wie Resilienz zustandekommt und wie wir sie verbessern können. Im Laufe der Domestizierung durch die Menschen haben viele Kulturpflanzen ihre ursprüngliche Resilienz verloren, es gibt diese Gene aber häufig noch in wilden Verwandten oder Vorfahren. Der Garten hilft uns dabei, diese Biodiversität zu erhalten und für die Herausforderungen der heutigen Zeit fruchtbar zu machen.

Modellpflanzen: An Modellpflanzen kann man leichter studieren, wofür bestimmte Gene eigentlich nötig sind. Ob Ackerschmalwand, Reis, Weinrebe, Tabak oder Tomaten – ohne die von unseren Gärtnerinnen und Gärtnern professionell und kompetent bereitgestellten Versuchspflanzen wäre unsere Forschung unmöglich. Es geht hier nicht nur darum, die molekularen Grundlagen von Entwicklung, Wachstum und Stoffwechsel zu verstehen. Aus dieser Forschung entstehen auch wichtige Anwendungen - man kann an Arabidopsis neue Technologien wie CRISPR-Cas vervollkommnen, Reis-Gene für die Züchtung trockenresistenter Sorten finden, oder Gene aus Reis, mit denen man die pflanzliche Immunität verbessern kann.

Wildreben-Sammlung: Unsere Sammlung enthält inzwischen den gesamten in Deutschland noch übrigen Genbestand für Vitis sylvestris, die Stamm-Mutter unserer Weinrebe, und dient als wichtige genetischen Ressource um neue Reben zu züchten, die gegen Krankheiten wie das infolge des Klimawandels sich ausbreitende Esca-Syndrom, immun sind. Seit kurzem ist das gesamte Erbgut dieser Wildreben entschlüsselt und in einer Datenbank abgelegt. Die nächste Etappe besteht darin, alle Wildreben Europas als Pflanze als auch als entschlüsselte genetischen Information im Botanischen Garten zu versammeln.

Referenz-Sammlung für die Molekulare Authentifizierung: Die Globalisierung spült ständig neue pflanzliche Lebensmittel auf den Markt. Verbraucherschutz gerät hier oft unter die Räder. Wir entwickeln neue Methoden, um Fälschungen aufzudecken. Unsere Sammlung überprüfter Referenz-Pflanzen wird von Firmen, aber auch internationalen Partnern immer häufiger angefragt.

Genbank Wildpflanzen mit Nutzungspotential: Die wilden Vorfahren unserer Kulturpflanzen enthalten oft Gene, die unseren Kulturpflanzen verlorengegangen sind. Wir haben diese Vorfahren deutschlandweit gesammelt und in eine Genbank eingelagert, um sie für die Zukunft sichern zu können. Es geht darum, zukunftsfeste Pflanzen züchten zu können. Wir haben schon damit begonnen, diesen Schatz zu heben – etwa in unserem Projekt FragAnanas: Wilderdbeeren aus dem Hochschwarzwald spenden Gene, um ägyptische Erdbeeren gegen gelegentliche Frosteinbrüche in kalten Wüstennächsten zu wappnen.

 

 

 

Woran wir gerade forschen

DialogProTec Peter Nick
Kommunizieren statt vergiften - unser Interreg-Oberrhein Projekt sucht neue Wege für nachhaltigen Pflanzenschutz
AG Nick AG Puchta
  • AMOR (EU-Peru Cornet Programm). mehr...
  • DialogProTec (EU-Interreg). mehr...
  • Kältestress Erdbeere (BMBF)
  • Molekulare Authentifizierung (Fa. Phytocomm)

 

weitere Projekte...

  • CRISPR/Cas (ERC Advanced Grant)
  • Präzisionszüchtung Tomate (EU-MC ITN)
  • “Genome Engineering” in Tabak (EU H2020)
  • Einzelstrangbruch DNA Reparatur bei Pflanzen (DFG)

 

weitere Projekte...