Tomaten im Hitzestress: Forschende entdecken wichtigen Mechanismus
Hitzewellen setzen Tomatenpflanzen zu. Blüten und junge Früchte leiden besonders. Ein internationales Team mit Beteiligung der TU Dresden hat nun untersucht, wie Hormone die Hitzebeständigkeit von Tomatenpollen beeinflussen. Es ist ein wichtiger Baustein für klimafeste Nutzpflanzen.
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Reife Tomaten am Strauch: Hitzewellen können ihre Entwicklung empfindlich stören. © pixabay/Katharina N.
Pralle Tomaten, saftig und rot, im Gewächshaus oder auf dem Freiland-Beet: Im Hochsommer gehören sie für viele zum Garten dazu. Doch Hitzewellen setzen den Pflanzen zu. Steigen die Temperaturen zu stark, leiden Blüten und junge Früchte und die Ernte fällt kleiner aus. Das wird weltweit zunehmend zum Problem, denn Tomaten gehören zu den wichtigsten Nutzpflanzen.
Ein internationales Forschungsteam hat nun untersucht, wie Pflanzenhormone die Entwicklung von Tomatenblüten und jungen Früchten steuern. Beteiligt war auch Jutta Ludwig-Müller, Professorin für Pflanzenphysiologie an der TU Dresden. Die Studie liefert neue Erkenntnisse darüber, wie Tomaten auf Hitze reagieren.
Hormone steuern Blüte und Frucht
Pflanzenhormone wirken wie chemische Botenstoffe. Sie steuern Wachstum, Reifung und die Reaktion auf Stress. Bislang war jedoch nur unzureichend bekannt, wie die verschiedenen Hormone während der Blüten- und frühen Fruchtentwicklung zusammenwirken. Das Team untersuchte 58 Hormonstoffe aus sechs Hormonklassen in unterschiedlichen Blütenteilen und Entwicklungsstadien der Tomate. Zusätzlich analysierten die Forschenden, welche Gene aktiv sind und welche Proteine gebildet werden.
Je nachdem, welcher Teil der Blüte untersucht wurde und in welchem Entwicklungsstadium sie sich befand, unterschieden sich die Pflanzenhormone deutlich. Besonders interessant war das Wachstumshormon Auxin. Kurz bevor sich die Blüte öffnet, wird es in den Staubblättern gezielt abgeschaltet. Die Forschenden fanden drei Gene, die diesen Vorgang steuern, und konnten ihre Aufgabe im Experiment bestätigen.
Pollen überstehen Hitze besser
Anschließend veränderten die Forschenden Tomatenpflanzen gezielt, sodass das Wachstumshormon Auxin in den Staubblättern nicht mehr abgeschaltet wurde. Das hatte einen deutlichen Effekt. Der Pollen enthielt mehr aktives Auxin und blieb nach längerer Hitze länger funktionsfähig als der unveränderter Pflanzen.
Die Ergebnisse zeigen, welche Rolle Pflanzenhormone dabei spielen, wenn Tomatenpflanzen mit hohen Temperaturen zurechtkommen müssen. Langfristig könnte dieses Wissen helfen, Tomaten und andere Nutzpflanzen zu züchten, die Hitze besser vertragen und auch bei steigenden Temperaturen zuverlässig Früchte tragen.
"Unsere Ergebnisse erweitern das Verständnis pflanzlicher Entwicklungsprozesse auf molekularer Ebene und zeigen überraschende Zusammenhänge zwischen hormoneller Steuerung und Stressresilienz", sagt Jutta Ludwig-Müller. "Gerade im Kontext des globalen Klimawandels ist es wichtig, Pflanzen besser zu verstehen, um Zukunftsfähigkeit und Ernährungsversorgung zu sichern."
Originalpublikation:
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.
