Pflanzenvernichtender Erreger schaltet "Alarmsystem" der Pflanzen aus
Wissenschaftler haben herausgefunden, wie es einer der zerstörerischsten Pflanzenkrankheiten der Welt gelingt, die Abwehrkräfte von Nutzpflanzen zu überwinden - ein Durchbruch, der Landwirten helfen könnte, stärkere und widerstandsfähigere Pflanzen zu züchten.
Die neue Forschungsarbeit beschreibt eine Familie von Enzymen, die von einem Mikroorganismus namens Phytophthora infestans produziert werden, dem berüchtigten Erreger der irischen Kartoffel Hungersnot und einer immer wiederkehrenden Bedrohung für Kartoffel- und Tomatenkulturen weltweit.
Unter der Leitung von Biologen und Chemikern der Universität York und in Zusammenarbeit mit dem James Hutton Institute und der Freien Universität Brüssel entdeckte das internationale Team, dass dieser Erreger spezielle Enzyme, so genannte AA7-Oxidasen, einsetzt, um das Frühwarnsystem der Pflanzen auszuschalten und ihre Abwehrkräfte zu schwächen, bevor sie reagieren können.
Das Team zeigte auch, dass die Ausschaltung der Gene, die für diese Enzyme kodieren, den Erreger unfähig macht, den Wirt zu infizieren.
Dr. Federico Sabbadin vom Zentrum für neuartige landwirtschaftliche Produkte (CNAP) des Fachbereichs Biologie erklärte: "Das ist so, als würden Einbrecher die Drähte zu Ihrer Alarmanlage durchschneiden, bevor sie einbrechen. Der Trick besteht darin, dass der Erreger dieselbe Art von Enzymaktivität entwickelt hat, die Pflanzen selbst nutzen, um ihre Alarmsignale unter Kontrolle zu halten.
"Indem er diese Alarm-Moleküle angreift, schaltet der Erreger sie aus, bevor die Pflanze reagieren kann - es ist, als ob die Mikrobe die Sprache der Pflanze gelernt hat und sie gegen sie einsetzt. Als wir die Gene für diese Enzyme ausschalteten, wurden die Mikroben bei der Infektion von Pflanzen viel schwächer.
Da der Klimawandel zu immer extremeren Wetterbedingungen und Störungen in der Landwirtschaft führt, werden die Pflanzen anfälliger für Schädlinge und Krankheiten. Da die weltweite Nachfrage nach Nahrungsmitteln steigt, erhöht jede verlorene Ernte das Risiko von Engpässen und höheren Preisen.
Durch die Entdeckung dieser verborgenen mikrobiellen Strategie haben die Wissenschaftler die Tür zu neuen Möglichkeiten des Pflanzenschutzes geöffnet. Durch die Blockierung der AA7-Enzyme könnten die Abwehrkräfte der Pflanzen eingeschaltet bleiben und den Landwirten helfen, ihre Erträge in einem zunehmend unsicheren Klima zu sichern.
Dr. Stephen Whisson vom James Hutton Institute sagte dazu: "Wir brauchen bessere Strategien zum Schutz unserer Lebensmittel, wenn wir die weltweite Versorgung mit Nahrungsmitteln in Zukunft sichern wollen, und diese jüngste Entdeckung ist ein echter Fortschritt. Diese Enzyme sind bei den wichtigsten Pflanzenpathogenen konserviert, und ihre Entdeckung ebnet den Weg für wirkungsvolle neue Strategien im Pflanzenschutz."
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