Die süße Rache der Süßkartoffel

Wissenschaftler identifizieren wichtige Pathogen-Targets zur Bekämpfung der Schwarzfäule

14.06.2024
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Die Schwarzfäule der Süßkartoffel ist eine verheerende Krankheit, die durch den Pilz Ceratocystis fimbriata verursacht wird. Seit den späten 1800er Jahren droht die Schwarzfäule der Süßkartoffel bis zu 30 % der Süßkartoffelernte in den Vereinigten Staaten zu vernichten. Im Jahr 2015 erlebten alle Süßkartoffel produzierenden Bundesstaaten der Vereinigten Staaten einen der schlimmsten Ausbrüche in der Geschichte, wobei Verluste von bis zu 60 % gemeldet wurden. Fungizide können zwar bei der Bekämpfung der Krankheit helfen, sind aber keine nachhaltige Lösung, insbesondere angesichts der schwankenden Beschränkungen für Fungizidrückstände auf den wichtigsten Exportmärkten. Eine weitere Bekämpfungsstrategie ist die effektorgestützte Züchtung - ein neuartiger Ansatz zur Entwicklung krankheitsresistenter Nutzpflanzen.

Effektoren sind von Krankheitserregern ausgeschiedene Proteine, die ihre Pflanzenwirte auf molekularer und zellulärer Ebene beeinflussen. Anstelle herkömmlicher Züchtungsmethoden, die viele Jahre dauern können und mit umfangreichen Versuchen und Fehlern verbunden sind, werden bei der effektorgestützten Züchtung spezifische Effektoren des Krankheitserregers verwendet, um schnell Pflanzen zu identifizieren und auszuwählen, die gegen die Krankheit resistent sind. Dies wird die Züchtungsprogramme beschleunigen und zur Entwicklung schwarzfäule-resistenter Süßkartoffelsorten und zur Verringerung von Ernteverlusten führen.

Bislang hatten die Forscher nur begrenzte Kenntnisse über die Biologie von C. fimbriata, was die Bekämpfung dieser Krankheit erschwerte. Um dieses Problem zu lösen, konzentrierten sich der Forscher Camilo Parada-Rojas aus dem Labor von Lina Quesada-Ocampo von der North Carolina State University und seine Kollegen auf die Identifizierung der Effektorproteine, die von C. fimbriata während der Infektion produziert werden. In der Studie, die in der Fachzeitschrift Molecular Plant-Microbe Interactions (MPMI) veröffentlicht wurde, wurden 31 C. fimbriata-Effektor-Gene identifiziert. Durch die Katalogisierung dieser Effektoren können die Forscher besser verstehen, wie der Pilz die Süßkartoffel infiziert, und potenzielle Wirtsziele für die Züchtung resistenter Sorten identifizieren. Darüber hinaus deutet die Studie auf eine biotrophe Phase hin, in der sich der Pilz von lebenden Süßkartoffel-Speicherwurzeln ernährt, bevor er sie abtötet, was eine neue Perspektive auf den Verlauf der Krankheit eröffnet.

Diese Forschung liefert bahnbrechende Erkenntnisse über die Biologie von C. fimbriataund zeigt potenzielle Ziele für die effektorgestützte Züchtung auf. Die Ergebnisse sind zwar vielversprechend, doch für die praktische Anwendung in der Krankheitsbekämpfung und Pflanzenzüchtung ist noch mehr Zeit und Forschung erforderlich. Parada-Rojas erklärt: "Es ist ein langer Weg von der Grundlagenforschung bis zur praktischen Anwendung, aber das Potenzial, einen bedeutenden Einfluss auf die Widerstandsfähigkeit von Nutzpflanzen und die Lebensmittelsicherheit zu haben, macht ihn unglaublich lohnend." In der Zwischenzeit können die Erkenntnisse der Studie über die Entwicklung und Stabilität des Erregers in die Krankheitsüberwachung einfließen und dazu beitragen, die Ausbreitung von C. fimbriata effektiver zu verfolgen und zu kontrollieren - und die Wissenschaft einen Schritt näher an die Zukunftssicherung der Süßkartoffel heranführen.

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