Welternährung: Parasitenangriff auf Reis entschlüsselt

Der Reisbrandpilz kommt weltweit in mehr als 85 Ländern vor. Er befällt nicht nur Reis, sondern auch andere Getreidearten. Ein Befall breitet sich rasant aus: Innerhalb weniger Tage entstehen große abgestorbene Blattflächen, die Pflanze bildet kaum noch Körner. In Asien und Südamerika ist Reisbrand damit so bedrohlich für die Ernährungssicherheit wie Mehltau im Getreide oder die Kartoffelfäule in Europa.

Kamikaze‑Zelltod: Wie der Pilz das Immunsystem der Pflanze austrickst

Das KIT‑Team untersuchte, wie der Pilz die natürliche Abwehr der Pflanze austrickst. Pflanzen besitzen keine Antikörper wie Menschen, sondern ein eigenes, sehr wirksames Immunsystem. Ein zentraler Bestandteil dessen ist ein Warnstoff namens Salicylsäure – sie ist der natürliche Vorläufer von Aspirin. Wird eine Pflanzenzelle angegriffen, löst Salicylsäure ein Notprogramm aus: Die Zelle stirbt gezielt ab, reißt den Erreger mit in den Tod und schützt so die Nachbarzellen.

Wenn die Abwehr zur tödlichen Falle wird

Der Reisbrandpilz nutzt diesen Kamikaze-Mechanismus aus. Er produziert einen Stoff namens Pyriculol, der der Salicylsäure chemisch ähnelt. „Der Pilz sendet der Pflanze ein gefälschtes Alarmsignal“, sagt Professor Peter Nick vom Botanischen Institut des KIT. „Die Pflanze reagiert panisch, schaltet wichtige Abwehrreaktionen ab und aktiviert den selbstzerstörerischen Zelltod, noch bevor der Pilz überhaupt eindringt.“ Man könne sich das so vorstellen: „Der Pilz verabreicht der Pflanze eine Art falsches Aspirin. Es löst das selbstzerstörerische Abwehrprogramm der Zellen aus, aber ohne den eigentlich schützenden Effekt.“

Der Pilz profitiert doppelt

Der Reisbrandpilz profitiert doppelt von der vorzeitigen Selbstzerstörung der Pflanzenzellen: Das abgestorbene Gewebe dient ihm als Energiequelle. Zugleich unterdrückt das falsche Alarmsignal genau jene Mechanismen, die den Zelltod normalerweise zu einer wirksamen Schutzreaktion machen würden. Die Nährstoffe stehen dem Parasiten frei zur Verfügung – während die pflanzliche Immunantwort blockiert ist.

Künftig mehr „coole“ Reissorten statt fatale Panikreaktion

Die Forschenden fanden außerdem heraus: „Es gibt Reissorten, die auf den Angriff weniger heftig reagieren – sie bleiben sozusagen cool“, sagt Peter Nick. Diese Pflanzen bleiben kontrolliert und können den parasitären Profiteur eindämmen. „Man könnte den Kamikaze‑Mechanismus also unterlaufen, indem man das Panik‑Signal neutralisiert.“ Sorten mit dieser Fähigkeit könnten gezielt gezüchtet oder verstärkt angebaut werden, schlägt Nick vor.

Bedeutung für die Ernährungssicherheit

Die Studie liefert eine wichtige Grundlage, um Reisbrand künftig besser zu bekämpfen – nicht nur mit Fungiziden, sondern über ein tieferes Verständnis der Pflanzenabwehr. Davon profitieren vor allem Regionen, in denen Reis für die Ernährung der Bevölkerung überlebenswichtig ist.