Pflanzen derselben Spezies können erhebliche Variabilitäten in ihren sekundären Metabolitenprofilen aufweisen, was sich direkt auf Geruch, Geschmack oder Toxizität auswirkt. Eine aktuelle Studie der Universität Bielefeld zeigt jedoch, dass der Begriff „Chemotyp“ in der wissenschaftlichen Literatur bislang uneinheitlich verwendet wird. Das Forschungsteam schlägt daher präzise Kriterien zur eindeutigen Klassifizierung intraspezifischer chemischer Variationen vor.
Kriterien zur Definition von Chemotypen
Ein Chemotyp beschreibt Indivduen einer Art, die sich qualitativ oder quantitativ in ihren sekundären Inhaltsstoffen unterscheiden – beispielsweise in ihren Terpenoid- oder Alkaloidprofilen, die unter anderem der Verpressung von Herbivoren oder Pathogenen dienen. Die chemischen Phänotypen sind primär genetisch determiniert, unterliegen jedoch plastischen Modulationen durch Abiotik und Umweltfaktoren.
„Bisher wurden Pflanzen derselben Art verschiedenen Chemotypen zugeordnet, ohne jedoch genauer zu definieren, welches Organ und welche Stoffgruppe untersucht wurde“, sagt Professorin Dr. Caroline Müller. „Wir schaffen mit unserer Systematik klarere Kriterien dafür, was genau einen Chemotyp ausmacht.“ Anhand von Untersuchungen am Rainfarn (Tanacetum vulgare) innerhalb der DFG-Forschungsgruppe FOR 3000 wiesen die Forschenden nach, wie stark die Klassifizierung von der gewählten Stoffklasse und dem untersuchten Pflanzengewebe (Blätter, Blüten, Wurzeln) abhängt. Fehlen diese Angaben, ist eine interstudienübergreifende Vergleichbarkeit kaum gegeben.
Relevanz für Analytik, Pharmazie und Agrarwissenschaften
Die exakte Differenzierung besitzt hohe Praxisrelevanz. Rainfarn wurde historisch als Anthelminthikum genutzt, weist jedoch je nach Chemotyp stark schwankende Toxizitätsprofile auf. Ein analoges Beispiel bietet Cannabis sativa, dessen Chemotypen sich primär über das Verhältnis von Tetrahydrocannabinol (THC) zu anderen Cannabinoiden definieren.
In den Agrarwissenschaften beeinflussen chemische Profile die Suszeptibilität gegenüber Schädlingen. Eine präzise chemische Charakterisierung erlaubt hier die gezielte Selektion robusterer Phänotypen. Die Arbeiten sind Teil des Bielefelder Forschungsbereichs InChangE („Individualisierung in sich ändernden Umwelten“). „Chemotypen zeigen, wie groß die Unterschiede zwischen Individuen derselben Pflanzenart sein können. Eine einheitliche Beschreibung macht diese Vielfalt sichtbar und schafft die Grundlage dafür, sie in Forschung und Anwendung besser zu verstehen und zu nutzen“, betont Prof. Dr. Caroline Müller.
Quelle
Institute of Science and Technology Austria (09/2026)
Publikation
Caroline Müller, Thomas Dussarrat, Nicole M. van Dam: What is a plant chemotype, anyway? Trends in Plant Science. https://doi.org/10.1016/j.tplants.2026.05.003.