(openPR) Der Klimawandel und begrenzte natürliche Ressourcen bedrohen die weltweite Ernährung und unsere natürlichen Ökosysteme. CEPLAS begegnet diesen Herausforderungen durch innovative Grundlagenforschung. Es geht darum, wie Pflanzen und ihre assoziierten Mikroorganismen – ihre „Mikrobiota“ – an Umweltveränderungen angepasst werden können, etwa an Wasser- und Nährstoffmangel. Die Mikroorganismen sind dabei von entscheidender Bedeutung für die Pflanzen, denn sie unterstützen sie bei der Nährstoffversorgung und schützen sie gegen Krankheitserreger.
Gefördert wird jetzt die dritte Phase des Exzellenzclusters. In den ersten beiden Phasen (2012 bis 2018 und 2019 bis 2025) entdeckten die CEPLAS-Forschenden molekulare Mechanismen, die komplexe Merkmale wie das Pflanzenwachstum, den Stoffwechsel und die Interaktionen zwischen Pflanzen und Mikroorganismen beeinflussen.
In der dritten, siebenjährigen Förderphase wollen die CEPLAS-Wissenschaftler entschlüsseln, wie diese Pflanzenmerkmale von Umwelteinflüssen gesteuert werden. Erstmals gehört dem Konsortium auch das Leibniz-Institut für Pflanzengenetik und Kulturpflanzenforschung (IPK) in Gatersleben an. Mit einer der größten Genbanken, hochmodernen Phänotypisierungsplattformen – mit denen Pflanzenmerkmale in großer Zahl und unter verschiedenen Bedingungen automatisiert untersucht werden können – und Expertise in der Nutzpflanzengenetik und Genomik trägt es zur Spitzenforschung in CEPLAS bei.
Prof. Dr. Maria von Korff Schmising vom Institut für Pflanzengenetik der HHU und Sprecherin von CEPLAS: „Der Exzellenzcluster CEPLAS hat das Ziel, die genetischen und molekularen Grundlagen von Pflanzenmerkmalen so umfassend zu verstehen, dass Wachstum und Ertrag in unterschiedlichen Umwelten präzise vorhergesagt werden können.“
Ko-Sprecher Prof. Dr. Bart Thomma von der Universität zu Köln ergänzt: „Mit Hilfe dieser Vorhersagen werden neue Ansätze für das gezielte Design von Pflanzen mit neuen Eigenschaften, einschließlich einer verbesserten Zusammenarbeit mit dem Mikrobiom, und verbesserter Anpassung an Umweltvariation und Ressourcenmangel, entwickelt.“
Forschungsprogramm von CEPLAS
Die CEPLAS-Forscherinnen und -Forscher wollen das Zusammenspiel komplexer Pflanzenmerkmale analysieren, die den Ertrag und die Anpassung der Pflanzen an begrenzte Ressourcen und sich ändernde Umweltbedingungen beeinflussen. Dafür untersuchen sie die genetischen Grundlagen von Pflanzenmerkmalen und wie die Umwelt sie beeinflusst. Die Forschenden wollen vorhersagen, welche genetischen Eigenschaften einer Pflanze sowie ihrer assoziierten Mikroben unter definierten Umweltbedingungen optimales Wachstum ermöglichen.
Beispielweise wird untersucht, wie Pflanzen über ihre Wurzeln bestimmte Stoffe wie etwa Zucker abgeben, um dadurch hilfreiche Mikroorganismen anzulocken. Eine ganze Armada von solchen Helfern unterstützt die Pflanzen, sich gegen Krankheiten zu schützen und auch bei knappen Nährstoffen besser zu wachsen und höhere Erträge zu erzielen.
Über die Forschungen hinaus betreibt CEPLAS ein umfassendes Programm, um den wissenschaftlichen Nachwuchs zu fördern. Es setzt bereits bei Bachelorstudierenden an. In einer Graduiertenschule werden Promotionsstudierende intensiv betreut, schließlich gehören auch je ein Postdoc- und ein Nachwuchsgruppenleitungsprogramm zum Exzellenzcluster. Letztere unterstützen junge Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler bei den nächsten Karriereschritten als unabhängige Forschende oder sie bereitet sie auf eine Karriere außerhalb der akademischen Forschung vor.
Exzellenzstrategie des Bundes und der Länder
Im Rahmen der Exzellenzstrategie stehen ab dem Jahr 2026 jährlich insgesamt 539 Millionen Euro für die Förderung der Exzellenzcluster bereit. Die Förderlinien werden regelmäßig neu ausgeschrieben.
Insgesamt wurden 98 Vollanträge auf ein Exzellenzcluster gestellt. Für die Deutsche Forschungsgemeinschaft und den Wissenschaftsrat begutachtete ein Expertengremium aus überwiegend im Ausland tätigen Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern diese Anträge. Am 22. Mai 2025 wurde bekannt gegeben, dass 70 dieser Projekte gefördert werden. Die Cluster, die in der neuen Förderperiode bewilligt wurden, können ab dem 1. Januar 2026 ihre Arbeit aufnehmen.
Das NRW-Wissenschaftsministerium gibt, über die Fördersumme hinaus, jedem Exzellenzcluster weitere Mittel in Höhe von jährlich 900.000 Euro, bei geteilten Clustern wie CEPLAS erhält jede beteiligte NRW-Universität 450.000 Euro.
Ausführliche Bildunterschrift und Copyright (Bild 1):
Vertreterinnen und Vertreter der fünf am Exzellenzcluster CEPLAS beteiligten Institutionen (von links und oben): CEPLAS-Sprecherin Prof. Dr. Maria von Korff Schmising, HHU; Prof. Dr. Bart Thomma, Universität zu Köln, CEPLAS-Kosprecher; Prof. Dr. Nicolaus von Wirén, IPK Gatersleben; Prof. Dr. Miltos Tsiantis, MPIPZ; Prof. Dr. Björn Usadel und Dr. Shizue Matsubara, Forschungszentrum Jülich. (Fotos (v.l.): HHU / Steffen Köhler; Univ. zu Köln / Guy Ackermanns; IPK / Lynne Tiller; MPIPZ / Frank Vinken; FZJ / Raimund Knauf und Regine Panknin)
