Wie Tomaten in Zukunft dem Klimawandel trotzen können

Ein internationales Forschungsteam unter Beteiligung von Jutta Ludwig-Müller, Professorin für Pflanzenphysiologie an der TU Dresden, hat eine umfangreiche Studie zur hormonellen Steuerung der Blüten- und frühen Fruchtentwicklung in Tomatenpflanzen veröffentlicht. Die Arbeit liefert erstmals eine detailreiche Übersicht über Pflanzenhormone, Gene und Proteine während notwendiger Entwicklungsstadien von Blüte und Frucht. Die Arbeit wurde in der Fachzeitschrift „Plant Communications“ und ist ein entscheidender Schritt um Pflanzen gezielt widerstandfähiger gegen den Klimawandel zu machen.

Der Klimawandel stellt die Landwirtschaft weltweit vor große Herausforderungen: Steigende Temperaturen und häufigere Hitzewellen beeinträchtigen die Blütenbildung und Funktion vieler Nutzpflanzen und reduziert damit die Erträge. Gerade die frühe Phase der Fruchtentwicklung gilt als besonders empfindlich.

Pflanzenhormone sind chemische Botenstoffe, die Wachstum, Reifung und Stressreaktionen steuern. Trotz jahrzehntelanger Forschung war bislang unklar, wie verschiedene Hormonklassen räumlich und zeitlich im Detail zusammenwirken, während sich Blüten entwickeln und erste Früchte bilden. Ein internationales Forschungsteam hat nun erstmals eine umfassende Übersicht über die Verteilung und Konzentration verschiedener Pflanzenhormone in Tomatenblüten und jungen Früchten erstellt. Dafür wurden 58 Hormonmetabolite aus sechs Hormonklassen in unterschiedlichen Blütenorganen und Entwicklungsstadien untersucht und mit Analysen der aktiven Gene sowie der gebildeten Proteine kombiniert.

Die Ergebnisse zeigen, dass sich die Zusammensetzung der Pflanzenhormone je nach Blütenorgan und Entwicklungsphase deutlich unterscheidet. Besonders auffällig war, dass das Wachstumshormon Auxin in den Staubblättern kurz vor der Blüte gezielt in eine inaktive Form überführt wird. Die Forschenden identifizierten drei Gene, die für diesen Prozess verantwortlich sind, und konnten ihre Funktion experimentell nachweisen.

Anschließende Untersuchungen an gezielt veränderten Tomatenpflanzen zeigten, dass Pollen ohne diese Auxin-Inaktivierung höhere Mengen des aktiven Hormons enthalten und nach längerer Hitzeeinwirkung länger lebensfähig bleiben. Die Studie liefert damit neue Erkenntnisse darüber, wie Pflanzen ihre Fortpflanzung unter hohen Temperaturen regulieren. Dieses Wissen kann langfristig dazu beitragen, Kulturpflanzen zu entwickeln, die besser an die Herausforderungen des Klimawandels angepasst sind und auch unter Hitzestress stabile Erträge liefern. Jutta Ludwig-Müller, Professorin für Pflanzenphysiologie an der TU Dresden erläutert: „Unsere Ergebnisse erweitern das Verständnis pflanzlicher Entwicklungsprozesse auf molekularer Ebene und zeigen überraschende Zusammenhänge zwischen hormoneller Steuerung und Stressresilienz. Gerade im Kontext des globalen Klimawandels ist es wichtig, Pflanzen besser zu verstehen, um Zukunftsfähigkeit und Ernährungsversorgung zu sichern.“

Originalveröffentlichung:

Andrii Vainer, Sayantan Panda, Yana Kazachkova, Irina Panizel, Sarah Breitenbach, Jutta Ludwig-Müller, Dhirendra Fartyal, Adi Faigenboim, Efrat Almekias-Siegl, Asaph Aharoni, Hagai Yasuor. Hormone-centric multi-omics atlas of flower and early fruit development in tomato. Plant Communications, Volume 7, Issue 1, 2026, 101674,https://doi.org/10.1016/j.xplc.2025.101674.

Kontakt:

Prof. Dr. Ludwig Müller
Professur für Pflanzenphysiolo­gie
TU Dresden
E-Mail:
Tel. +49 351 463-33939