Gen om e d iver si ty

Participation in Organising  
External Meetings 
  . . . . . . . . . .   189
Ehrungen, Preise/
Honours, Awards 
  . . . . . . . . . .   191
Arbeitsaufenthalte von Gästen im IPK/ 
Guest Researchers at IPK 
  . . . . . . . . . .   193
Arbeitsaufenthalte von IPK-Wissenschaftlern  
in anderen Einrichtungen/
Stays of IPK  
Researchers at Other Institutions 
  . . . . . . . . . .   201
Lehrtätigkeit/
Teaching 
  . . . . . . . . . .   203
Mitarbeit an wissenschaftlichen  
Zeitschriften/
Editing Scientific Journals 
  . . . . . . . . . .   207
Tätigkeit in Gremien/
Activities in Boards     . . . . . . . . . .   209
Öffentlichkeitsarbeit/
Public Relations 
  . . . . . . . . . .   211
informationsveranstaltungen und Führungen/ 
informative events and Guided tours 
  . . . . . . . . . .   211
Pressemitteilungen/
Press Releases 
  . . . . . . . . . .   220
Presse- und Medienarbeit/
contributions in  
Press and Media 
  . . . . . . . . . .   221
Messen und ausstellungen/ 
Fairs and exhibitions 
  . . . . . . . . . .   223
Gremien und Mitarbeiter/-innen in speziellen  
Funktionen/
Boards of the IPK and Employees  
with Special Responsibilities 
  . . . . . . . . . .   224
Organigramm 2013/
Organisation of  
the Institute 2013 
  . . . . . . . . . .   u3
Inhaltsverzeichnis/
Contents 
Seite/
Page
Inhaltsverzeichnis/
Contents 
Seite/
Page

4
“nothing in biology makes sense except in the light of evolution”. 
this quotation from the Russian/american evolutionary biologist 
theodosius dobzhansky encapsulates a central tenet of current 
understanding of biology. dobzhansky’s idea was based on dis-
coveries made at the beginning of the 20
th
 century in the fields of 
quantitative and population genetics, and was developed in the 
light of the theory of evolution propounded by charles darwin 
and alfred Russell Wallace. dobzhansky’s major work “Genetics 
and the origin of Species”, published in 1937, became a corner-
stone of modern evolutionary theory. his perceptions contrasted 
with the teleologically influenced concept of evolution put for-
ward by the Russian geneticist trofim Lyssenko, which proved to 
be fatally flawed. however, thanks to Lyssenko’s extensive political 
influence in the uSSR, nicolai Vavilov, the great geneticist and crea-
tor of the world’s pioneering genebank in Leningrad, was arrested 
and is thought to have died in prison in 1943. the dissemination 
of Vavilov’s insights regarding the significance of genetic diversi-
ty and the necessity of its preservation, could not be suppressed, 
however, and on april 1 1943, the kaiser Wilhelm institute on cul-
tivated Plants Research was founded, at a location close to Vien-
na. hans Stubbe, the institute’s founding director, was minded to 
continue and improve on Vavilov’s scientific work, which had by 
then been abandoned in Russia for political reasons. it is an irony 
of history that one of the prime research projects pursued during 
the early years of the institute’s existence (which in the meantime 
had been moved to Gatersleben) consisted of a scientific revision 
of Lyssenko’s theories. the results of this evaluation are clear: unlike 
many of the other eastern european counties, the GdR never fol-
lowed Lyssenko’s doctrine. on april 1 2013 the iPk celebrated its 
70th anniversary. Seven decades of scientific research under chan-
ging socio-political circumstances, that could not have been more 
contrasting. the history of the iPk is one where scientific excel-
lence was combined with a successful defence of the conducting 
of science and research free of any outside influence and pressure. 
Further information regarding this topic is available in a recently 
published volume written by klaus Müntz and ulrich Wobus. 
over the past seventy years human intervention in both the living 
and non-living world has increased to an unprecedented degree. 
Global population has risen from 2.1 billion in 1943 to 7.1 billion 
in 2013. this increase has not only generated a growing need 
for food, but also a higher demand for raw materials and energy.  
crude oil production has risen from eight million barrels per day in 
the 1940s to 85 million in 2005. over the same period, the amount 
of energy generated from coal has tripled, and the concentration of 
Vorwort
Introduction
„nichts in der biologie ergibt einen Sinn, außer im Lichte der evolution“. 
dieses aus der Feder des russisch-amerikanischen evolutionsbiologen 
theodosius dobzhansky stammende zitat beschreibt ein zentrales ele-
ment unseres heutigen biologieverständnisses. dobzhansky´s erkennt-
nis stand im zusammenhang mit zu beginn des vergangenen Jahrhun-
derts gewonnenen erkenntnissen in der quantitativen Genetik und 
der Populationsgenetik sowie deren zusammenführung mit der von 
charles darwin und Russell Wallace geprägten evolutionstheorie. Mit 
seinen ergebnissen, die er im Jahr 1937 in dem artikel  „Genetics and the 
origin of Species“ publizierte, setzte er einen der eckpfeiler der synthe-
tischen evolutionstheorie. Seine erkenntnisse standen im Widerspruch 
zu dem teleologisch geprägten bild der evolution des russischen Gene-
tikers trofim Lyssenko, welches sich als verhängnisvoller irrweg darstell-
te. es war Lyssenko‘s politischer einfluss, der den großen Genetiker und 
Gründer der ersten Genbank in Leningrad, nicolai Vavilov, ins Gefäng-
nis brachte, wo er den überlieferungen zufolge im Januar 1943 starb. 
Vavilov´s erkenntnisse zur bedeutung der genetischen Vielfalt und der 
notwendigkeit ihrer erhaltung waren jedoch nicht mehr aufzuhalten. 
und so wurde am 1.  april 1943 in der nähe von Wien der Grundstein 
für das kaiser-Wilhelm-institut für kulturpflanzenforschung gelegt. die 
absicht des Gründungsdirektors, hans Stubbe, war es, das in verbesser-
ter Form weiterzuführen, was Vavilov zwar begonnen hatte, was jedoch 
aufgrund der politischen zustände in Russland zerschlagen worden 
war. die ironie der Geschichte wollte es, dass eine der vordringlichsten 
Forschungsaufgaben der ersten institutsjahre in dem mittlerweile nach 
Gatersleben verlegten institut in der wissenschaftlichen überprüfung 
der thesen Lyssenko´s bestand. das ergebnis ist bekannt, die ddR 
schloss sich im Gegensatz zu vielen anderen Staaten osteuropas nicht 
der Lyssenko-doktrin an. 
am 1. april 2013 feierte das iPk seinen 70. Geburtstag. Sieben Jahrzehn-
te Forschung unter wechselnden gesellschaftspolitischen Rahmen-
bedingungen, die gegensätzlicher nicht sein konnten. die Geschichte 
des iPk ist eine Geschichte wissenschaftlicher exzellenz und gleichzeitig 
eine Geschichte der erfolgreichen Verteidigung der Freiheit von Wis-
senschaft und Forschung gegen Versuche der äußeren einflussnahme. 
Wer mehr über dieses thema erfahren möchte, dem sei auf das kürzlich 
von klaus Müntz und ulrich Wobus verfasste buch über die institutsge-
schichte zur Lektüre empfohlen. 
in den vergangenen 70 Jahren hat der Mensch in bisher nie dagewe-
senem umfang in die belebte und unbelebte natur auf dem erdball 
eingegriffen. allein die bevölkerung stieg von 2,1 Milliarden Menschen 
im Jahr 1943 auf 7,1 Milliarden Menschen im Jahr 2013. neben dem 
gestiegenen bedarf an nahrungsmitteln wuchs auch die nachfrage 
nach Rohstoffen und energie. So erhöhte sich die weltweite Förderung 
Vorwort/
Introducion

5
greenhouse gases has risen by as much as 63 %. For many decades 
the year-on-year increase in the world’s grain production has kept 
pace with population growth. this success has been achieved by 
a combination of improved technology with respect to agronomy 
and crop protection, along with genetic advance through 
breeding. the size of the global population and the demand for 
energy are still both growing. according to the Fao, between now 
and 2050, global grain production will have to be increased by at 
least 70 % to ensure an adequate supply of calories. at the same 
time, it is inevitable that climate change will reduce the prospects 
of achieving yield enhancement in many crop-growing regions of 
the world. 
experts agree that the genetic improvement of crop plants will play 
a central role in solving the joint problems of feeding the world and 
providing it with renewable raw materials and energy. this will re-
quire an additional effort in research and development. through 
their research at the iPk, scientists from more than 30 countries 
have been making an important contribution to addressing these 
challenges. the genetic improvement of our crop plants will come 
to depend increasingly on achieving a deeper understanding of 
the biological processes affecting economic yield. these include 
the physiological basis of productivity, the mechanisms of resis-
tance/tolerance to biotic and abiotic stresses, the efficiency with 
which nutrients are used and the basis of end-use quality. Last, but 
not least, consideration will need to be given to employing plants 
as factories for useful biomolecules and pharmacologically active 
compounds. Within the context of a “Plant-based bioeconomy”, 
research along the entire scientific value chain will be necessa-
ry, involving a research effort spanning the very basic all the way 
through to very applied. in all of these areas, the iPk offers an excel-
lent scientific and technical infrastructure, which has been greatly 
expanded over recent years.
Lyssenko’s false doctrine now is a thing of the past. today, nobody 
doubts the significance of genetic resources and their preserva-
tion. the Federal ex situ Genebank, located in Gatersleben, is the 
eu’s largest such institution and is among the largest in the world. 
its research programme is aimed at exploiting the potential of the 
genetic diversity retained within the collections, using an integra-
ted approach incorporating chemical and physical analysis, micro-
scopy and phenotyping, to develop predictive methods for exploi-
ting genetic diversity. Simultaneously, the potential of green gene-
tic engineering will need to be addressed, and this key technology 
enjoys a central position within the iPk’s research programme. 
over the past two years a number of important research outcomes 
have been achieved; these have included a range of contributions 
to both basic and applied research. the present report presents 
these, along with some general information concerning the insti-
tute and its development over the past two years.
andreas Graner
Managing director 
von erdöl von 8 Mio. barrel pro tag anfang der 1940er Jahre auf 85 Mio. 
barrel im Jahr 2005. im gleichen zeitraum verdreifachte sich auch die 
Primärenergieproduktion aus kohle. als Folge davon stieg im gleichen 
zeitraum die konzentration verschiedener klimagase um bis zu 63 %. 
über viele Jahrzehnte entsprach der durchschnittliche anstieg der welt-
weiten Getreideerträge etwa dem jährlichen bevölkerungswachstum. 
diese erfolgsgeschichte war das ergebnis weitreichender Verbesserun-
gen im Pflanzenbau und Pflanzenschutz sowie einer kontinuierlichen 
Steigerung der ertragsleistung durch die Pflanzenzüchtung. doch die 
Weltbevölkerung und der energiehunger wachsen weiter. nach an-
gaben der Fao muss die Getreideproduktion bis zum Jahr 2050 um 
weitere 70  % gesteigert werden, um eine ausreichende Versorgung 
der erdbevölkerung sicherzustellen. zukünftige ertragssteigerungen 
werden in vielen Regionen unseres Planeten durch den eintretenden 
klimawandel erschwert werden. experten sind sich einig, dass der züch-
terischen Verbesserung von nutzpflanzen eine entscheidende Rolle bei 
der Lösung der ernährungsfrage sowie bei der Produktion nachwach-
sender Rohstoffe und der erzeugung erneuerbarer energien zufällt. 
Weitere ertragssteigerungen erfordern zusätzlichen Forschungs- und 
entwicklungsaufwand. Mit ihren Forschungsarbeiten am iPk leisten 
Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler aus über 30 Ländern wichti-
ge beiträge zur bewältigung der angeführten herausforderungen. die 
zukünftige züchterische Verbesserung unserer nutzpflanzen beruht in 
zunehmendem umfang auf dem Verständnis der biologischen Prozes-
se, welche die pflanzliche Leistung beeinflussen. diese reichen von der 
Steigerung des ertragspotenzials über die Resistenz gegen biotische und 
abiotische Stressfaktoren, der effizienten nutzung von nährstoffen, die 
Verbesserung der Qualität der ernteprodukte, bis hin zur nutzung von 
Pflanzen zur Produktion von biomolekülen und pharmazeutisch akti-
ven Substanzen. die anwendung dieser erkenntnisse im Rahmen einer 
„Pflanzenbasierten bioökonomie“ erfordert Forschungsarbeiten entlang 
der gesamten wissenschaftlichen Wertschöpfungskette, von der Grund-
lagenforschung bis hin zur bearbeitung angewandter themen. hierfür 
bietet das iPk eine hervorragende wissenschaftlich technische infrastruk-
tur, die in den vergangenen Jahren weiter ausgebaut werden konnte. 
die irrlehren Lyssenko‘s gehören der Vergangenheit an. heute zweifelt 
niemand mehr an der bedeutung genetischer Ressourcen und der not-
wendigkeit ihrer erhaltung. die bundeszentrale Ex-situ-Genbank am iPk 
ist die größte Genbank innerhalb der europäischen union und eine der 
größten Genbanken weltweit. das ziel der Forschungsarbeiten ist es, 
die Potenziale der dort erhaltenen genetischen Vielfalt nutzbar zu ma-
chen. hierzu werden vermehrt integrative Forschungsansätze genutzt, 
in denen modernste Verfahren im bereich der chemischen und phy-
sikalischen analytik, der Mikroskopie und der Phänotypisierung zum 
einsatz kommen, um prädiktive Verfahren zur nutzung der genetischen 
diversität zu entwickeln. Gleichzeitig gilt es aber auch, die Möglichkei-
ten der Grünen Gentechnik zu nutzen. die Grüne Gentechnik ist eine 
wichtige zukunftstechnologie, die einen festen Platz im Forschungspro-
gramm des iPk einnimmt.
Vor diesem hintergrund wurden in den vergangenen beiden Jahren 
wieder eine Reihe wichtiger Forschungsergebnisse erzielt, mit vielfälti-
gen beiträgen zur aufklärung grundlegender und angewandter Frage-
stellungen. einzelheiten hierzu sowie eine Reihe weiterer informationen 
zum institut und den entwicklungen der vergangenen zwei Jahre sind 
in dem vorliegenden Forschungsbericht zusammengestellt. 
andreas Graner
Geschäftsführender direktor

6
Das Leibniz-Institut für Pflanzengenetik und Kulturpflanzenforschung (IPK)/
The Leibniz Institute of Plant Genetics and Crop Plant Research (IPK)
Das Leibniz-Institut für
Pflanzengenetik und Kultur-
pflanzenforschung (IPK)
The Leibniz Institute of
Plant Genetics and
Crop Plant Research (IPK)
Objectives and Funding
as a successor to several prior institutions, the iPk was es-
tablished in 1992 as a foundation under public law, and is a 
member of the Leibniz Gemeinschaft (Leibniz Society). in ac-
cordance with article 91 b of the German constitution and the 
funding model of the so-called “blue List”, it attracts equal fund-
ing from the Federal Republic of Germany and the local Federal 
State (plus shares of the federal states). the funding body is the 
State of Saxony-anhalt, represented by its Minister for Science 
and the economy.
“The objective of the foundation is to support science and re-
search. Its mission is to undertake both basic and applied research 
in the fields of plant genetics and crop plant science. Its research 
activities are focused mainly on gaining insights into the structure, 
function and evolution of plant germplasm, on preserving, explor-
ing and exploiting the genetic diversity of crop plants along with 
their ancestors and wild relatives, and genetic topics relevant to 
pre-breeding. A key concern of the foundation is to foster inter-
disciplinary teamwork among the various biological disciplines 
involved.” (quoted from the iPk statutes)
through its activities in both basic and applied research, the 
institute is making a considerable contribution towards achiev-
ing the goals of the bioeconomy 2030 (http://www.bmbf.de/
pub/biooekonomie.pdf) national research strategy, specifically 
in the areas of promoting global food security, the sustain-
ability of agricultural production, the production of safe and 
healthy food, the industrial use of renewable raw materials and 
the expansion of bioenergy. the Federal ex situ agricultural and 
horticultural crop species genebank represents a key resource 
for the conservation, research and utilization of genetic diver-
sity, while the development and application of biotechnology-
based methods also play a central role.
Administrative bodies, decision-makers and the or-
ganisational structure of the IPK
the running of the institute is overseen by a Governing board,  
a board of directors, a Managing office and a scientific advisory 
board. the Genbank advisory board advises the scientific coun-
cil in matters of specific concern to the genebank. the compo-
sition of the council during the reporting period is shown on  
p. 225, which also indicates the responsibilities of individual iPk 
employees.
the iPk is structured into four scientific departments (Gene-
bank, cytogenetics and Genome analysis, Molecular Genet-
Aufgabenstellung und Finanzierung
das iPk wurde auf der Grundlage von Vorgängereinrichtun-
gen 1992 als eine Stiftung des öffentlichen Rechts gegründet 
und ist Mitglied der Leibniz-Gemeinschaft. Sein zuwendungs-
bedarf wird gemäß artikel 91 b des Grundgesetzes nach dem 
Finanzierungsmodell der „blauen Liste“ zu gleichen teilen von 
bund und Sitzland (plus Länderanteile) erbracht. zuwendungs-
geber ist das Land Sachsen-anhalt, vertreten durch den Minis-
ter für Wissenschaft und Wirtschaft.
„Zweck der Stiftung ist die Förderung von Wissenschaft und For-
schung. Ihre Aufgabe ist, grundlagen- und anwendungsorientierte 
Forschung auf den Gebieten der Pflanzengenetik und Kulturpflan-
zenforschung zu betreiben. Ihre wissenschaftlichen Schwerpunkte 
liegen insbesondere auf der Erarbeitung neuer Erkenntnisse über 
Struktur, Funktion und Evolution des Erbmaterials, auf der Erhal-
tung, Erforschung und Erschließung der erblichen Vielfalt von Kul-
turpflanzen, ihrer Vorfahren und Verwandten sowie auf Beiträgen 
zur Züchtungsgenetik im Vorfeld der praktischen Pflanzenzüch-
tung. Ein wesentliches Anliegen der Stiftung ist die interdisziplinä-
re Zusammenarbeit der verschiedenen in ihr vertretenen biologi-
schen Fachrichtungen.“ (zitiert aus der iPk-Satzung)
Mit seinen arbeiten in der Grundlagen- und der angewandten 
Forschung leistet das institut wichtige beiträge zum erreichen 
der in der nationalen Forschungsstrategie bioÖkonomie 2030  
(http://www.bmbf.de/pub/biooekonomie.pdf) aufgeführten 
ziele: Sicherung der weltweiten ernährung, nachhaltige Gestal-
tung der agrarproduktion, Produktion gesunder und sicherer 
Lebensmittel, industrielle nutzung nachwachsender Rohstoffe 
und ausbau von energieträgern auf basis von biomasse. die 
bundeszentrale  Ex-situ-Genbank für landwirtschaftliche und 
gartenbauliche kulturpflanzen stellt eine zentrale Ressource 
für den erhalt, die erforschung und nutzbarmachung der ge-
netischen Vielfalt dar. eine wichtige Rolle fällt hierbei der ent-
wicklung und anwendung biotechnologischer Verfahren zu.
Stiftungsorgane, Funktionsträger und Organisations-
struktur des IPK
organe der Stiftung sind der Stiftungsrat, das Direktorium, 
die Geschäftsführung und der Wissenschaftliche Beirat. Für 
die speziellen belange der Genbank steht dem wissenschaftli-
chen beirat der Genbank-Beirat zur Seite. die personelle zu-
sammensetzung der beiräte im berichtsjahr ist in einer über-
sicht auf S. 224 dargestellt. die übersicht führt zudem die iPk-
Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter auf, die mit speziellen Funk-
tionen innerhalb des iPk betraut waren und sind.

7
ics, Physiology and cell biology), which are supported by the 
administrative and central Services department. each depart-
ment comprises a number of research areas and working teams 
(see organizational chart on the inside front cover). as of the 
end of 2013, the staff numbered 518 individuals, drawn from 
44 countries. a significant proportion of the staff and research 
costs is covered by externally sourced funding.
Overall research concept
an annual planning exercise is used to determine and refine 
the institute’s strategy and research programme. the pro-
gramme currently comprises:
1  Management, analysis and evolution of plant genetic 
resources (Genebank department)
2  Cellular and molecular genome analysis (cytogenetics 
and Genome analysis department)
3  Molecular and developmental physiology (Molecular 
Genetics department)
4  Applied cell biology (Physiology and cell biology depart-
ment).
the programme essentially mirrors the research mandates 
of the scientific departments. the predominantly discipline-
oriented programmes address current biological issues in the 
form of pilot inter-department and inter-disciplinary projects: 
•  investigating the development and physiology of the ce-
real grain and the legume and brassicaceous seed
•  elucidating the evolutionary and molecular basis of apo-
mixis
•  exploring the development of gametes and embryos, and 
producing haploid and doubled haploid progeny
•  investigating the genetic principles and molecular mecha-
nisms underlying heterosis
•  analysing the mechanisms of resistance against fungal and 
viral pathogens, and of tolerance to abiotic stress
•  investigating the molecular and physiological basis of nu-
trient uptake and nutrient use efficiency
•  Physical mapping and sequencing of the barley genome
•  Studying the development and evolution of plant chromo-
somes and the structure of their centromeres
the corresponding research activities include both basic and 
applied issues relevant to breeding and biotechnology.
Given the genebank’s concentration on crop plants, its research 
activity is focused mainly on the leading agricultural plant spe-
cies. at the same time, increasing consideration is also being 
given to exploiting the genetic diversity present in wild forms 
and wild species. over a period of many years, the study of seed 
development has been focused on the legumes. Model plants 
such as Arabidopsis thaliana, Nicotiana and Hypericum spp. are, 
das iPk ist in vier wissenschaftliche Abteilungen (Genbank, cy-
togenetik und Genomanalyse, Molekulare Genetik, Physiologie 
und zellbiologie) und die abteilung Verwaltung und zentrale 
dienste gegliedert. die einzelnen abteilungen untergliedern 
sich wiederum in Forschungsbereiche und arbeitsgruppen (s. 
organigramm, innere umschlagseiten). ende 2013 waren 518 
Personen aus 44 nationen am institut tätig. ein erheblicher an-
teil der Personal- und Forschungsmittelausstattung wird über 
drittmittel eingeworben.