Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Gefährlicher Getreidepilz

22.06.2007
Münstersche Biologen suchen nach Resistenzgenen im Weizen

Die Ernährung der Weltbevölkerung ist vom Getreide abhängig. Pflanzenkrankheiten wie der Rostpilz können da schnell zur Katastrophe führen, wenn sie sich ungehindert ausbreiten. Ein aktuelles Beispiel ist "Ug-99": Diese neue Variante des Schwarzrost-Pilzes vermehrt sich in Afrika auf Weizen plötzlich rasant und führt dort zu großen Ernteverlusten. Wissenschaftler der Universität Münster erforschen das Erbgut der Rostpilze, um zu verstehen, warum sich die neue Pilzvariante auf einmal so stark ausbreitet.

Das komplexe Zusammenspiel von Pilz und Pflanze steht bei der Arbeitsgruppe "Molekulare Phytopathologie" des Instituts für Biochemie und Biotechnologie der Pflanzen im Mittelpunkt. Die münsterschen Biologen erforschen unter der Leitung von Prof. Dr. Bruno Moerschbacher nicht nur das Erbgut der Rostpilze, sondern auch das des Weizens, ihrer Wirtspflanze.

Ug-99 befällt Weizenzuchtlinien, die bis vor kurzem als resistent gegenüber dem Schwarzrost galten - die Pflanzen besitzen ein oder mehrere bislang molekular nicht identifizierte "Resistenzgene".

Während die anderen Schwarzrost-Rassen dem resistenten Weizen kaum etwas anhaben können, hat die neue Variante den Resistenzmechanismus überwunden. "Ich vergleiche das Genom und das Transkriptom der neuen Pilzvariante mit dem Genom anderer Rassen des Schwarzrosts, um die Unterschiede zu finden, die die Ausbreitung von Ug-99 ermöglichen", erklärt Sabine Fehser, Mitarbeiterin der Arbeitsgruppe.

Ihre Kollegin Jennifer Moldenhauer untersucht einen ähnlichen Pilz, den Gelbrost. Während der Schwarzrost meist auf dem Halm der Getreidepflanzen vorkommt und dort braune Pusteln bildet, befällt der Gelbrost die Blätter und bildet gelbe Streifen. Die Weizenzuchtlinie Kariega ist resistent gegenüber dem Gelbrost, jedenfalls als ausgewachsene Pflanze: Die erwachsenen Weizenpflanzen entwickeln eine so genannte Altersresistenz, die bewirkt, dass bei ihnen einzelne Zellen, die vom Pilz befallen werden, sofort absterben.

Der Pilz wird dadurch abgetötet, bevor er weitere Zellen befallen und schließlich ganze Pflanzenteile bedecken kann. Bei Kariega sind mindestens vier Gene an der Resistenz beteiligt. Welche im einzelnen das sind, ist aber nicht geklärt. Jennifer Moldenhauer versucht, sie zu identifizieren. "Ich fische im Dunkeln - Weizen hat ein sehr großes Genom, von dem die DNA-Sequenz bislang nicht bekannt ist", erklärt die junge Biologin die Schwierigkeiten ihrer Arbeit.

Es gibt zwar Pflanzenschutzmittel, die gegen Rostpilze wirksam sind.
Allerdings ist der flächendeckende Einsatz von solchen Fungiziden keine Alternative zu der Aussaat widerstandsfähiger Pflanzen. Zum einen soll die Umweltbelastung gering gehalten werden, zum anderen sind solche Mittel teuer. "Gerade in Entwicklungsländern sind sie für die Bevölkerung oft unerschwinglich", so Jennifer Moldenhauer.

Wären die Resistenzgene von Kariega bekannt, könnte man den Mechanismus, der die erwachsenen Pflanzen schützt, in Zukunft möglicherweise auch auf die jungen Weizenpflanzen übertragen. Die Erkenntnisse könnten vielleicht auch dazu beitragen, Ug-99 in Schach zu halten.

Die münsterschen Biologen arbeiten nur mit totem Material des Ug-99-Pilzes und verhindern damit, dass sie Pilzsporen aus Afrika einschleppen. Für Studien am "lebenden Objekt" haben sie mit Kollegen aus Südafrika zusammengearbeitet und suchen nun einen Kooperationspartner in Ostafrika, dem natürlichen Verbreitungsgebiet der Rasse Ug-99. Den "normalen" Schwarzrost erforschen sie in ihren münsterschen Labors: Die Arbeitsgruppe ist die einzige weltweit, der es gelingt, den Pilz in einer Nährkultur ohne die Wirtspflanze Weizen zu vermehren.

Zwar würde sich Ug-99 bei uns aufgrund der relativ kühlen klimatischen Bedingungen nicht dauerhaft ansiedeln, selbst falls zum Beispiel Urlauber Sporen des Pilzes einschleppen sollten. Für wärmere Regionen der Erde wie die USA oder Süd- und Südostasien stellt diese Variante des Rostpilzes jedoch eine ernstzunehmende Bedrohung dar. "Die weitere Ausbreitung von Ug-99 ist nur eine Frage der Zeit", erklärt Prof. Moerschbacher.

Das Problem dabei liegt darin, dass in großen Teilen der Welt Getreidesorten mit dem Resistenzgen Sr31 angebaut werden, das von Ug-99 überwunden wird. Und eine ausreichende Menge an Saatgut anderer Zuchtlinien lässt sich nicht einfach produzieren. "Es gibt zwar resistente Weizensorten", so Prof. Moerschbacher. "Allerdings sind die weniger ertragreich und nicht an alle klimatischen Bedingungen angepasst." Zuchtprogramme, die neue resistente und ertragreiche Weizenpflanzen hervorbringen sollen, sind angelaufen - bis brauchbare Sorten entstehen, werden allerdings Jahre vergehen. Bis dahin kann nur versucht werden, die Ausbreitung von Ug-99 durch Vorsichtsmaßnahmen wie eine flächendeckende Überwachung und den gezielten Einsatz von Fungiziden einzudämmen.

Vor Ug-99 relativ sicher fühlten sich bisher die Australier, verrät Jennifer Moldenhauer. "Die bauen eine für das australische Klima geeignete Weizenzuchtlinie mit anderen Resistenzmechanismen an - sie finden, der Teig klebt dann weniger beim Backen." Allerdings wurde gerade eine neue Variante von Ug-99 gefunden, die auch diese Resistenz überwunden hat.

| Uni Münster
Weitere Informationen:
http://www.uni-muenster.de/Biologie.IBBP/

Weitere Berichte zu: Genom Resistenzgen Rostpilz Weizen Weizenpflanzen

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Agrar- Forstwissenschaften:

nachricht Julius Kühn-Institut etabliert Forschungszentrum für landwirtschaftliche Fernerkundung (FLF)
22.03.2017 | Julius Kühn-Institut, Bundesforschungsinstitut für Kulturpflanzen

nachricht Im Drohnenflug dem Wasser auf der Spur
03.03.2017 | Leibniz-Zentrum für Agrarlandschaftsforschung (ZALF) e.V.

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Agrar- Forstwissenschaften >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Das anwachsende Ende der Ordnung

Physiker aus Konstanz weisen sogenannte Mermin-Wagner-Fluktuationen experimentell nach

Ein Kristall besteht aus perfekt angeordneten Teilchen, aus einer lückenlos symmetrischen Atomstruktur – dies besagt die klassische Definition aus der Physik....

Im Focus: Wegweisende Erkenntnisse für die Biomedizin: NAD⁺ hilft bei Reparatur geschädigter Erbinformationen

Eine internationale Forschergruppe mit dem Bayreuther Biochemiker Prof. Dr. Clemens Steegborn präsentiert in 'Science' neue, für die Biomedizin wegweisende Forschungsergebnisse zur Rolle des Moleküls NAD⁺ bei der Korrektur von Schäden am Erbgut.

Die Zellen von Menschen und Tieren können Schäden an der DNA, dem Träger der Erbinformation, bis zu einem gewissen Umfang selbst reparieren. Diese Fähigkeit...

Im Focus: Designer-Proteine falten DNA

Florian Praetorius und Prof. Hendrik Dietz von der Technischen Universität München (TUM) haben eine neue Methode entwickelt, mit deren Hilfe sie definierte Hybrid-Strukturen aus DNA und Proteinen aufbauen können. Die Methode eröffnet Möglichkeiten für die zellbiologische Grundlagenforschung und für die Anwendung in Medizin und Biotechnologie.

Desoxyribonukleinsäure – besser bekannt unter der englischen Abkürzung DNA – ist die Trägerin unserer Erbinformation. Für Prof. Hendrik Dietz und Florian...

Im Focus: Fliegende Intensivstationen: Ultraschallgeräte in Rettungshubschraubern können Leben retten

Etwa 21 Millionen Menschen treffen jährlich in deutschen Notaufnahmen ein. Im Kampf zwischen Leben und Tod zählt für diese Patienten jede Minute. Wenn sie schon kurz nach dem Unfall zielgerichtet behandelt werden können, verbessern sich ihre Überlebenschancen erheblich. Damit Notfallmediziner in solchen Fällen schnell die richtige Diagnose stellen können, kommen in den Rettungshubschraubern der DRF Luftrettung und zunehmend auch in Notarzteinsatzfahrzeugen mobile Ultraschallgeräte zum Einsatz. Experten der Deutschen Gesellschaft für Ultraschall in der Medizin e.V. (DEGUM) schulen die Notärzte und Rettungsassistenten.

Mit mobilen Ultraschallgeräten können Notärzte beispielsweise innere Blutungen direkt am Unfallort identifizieren und sie bei Bedarf auch für Untersuchungen im...

Im Focus: Gigantische Magnetfelder im Universum

Astronomen aus Bonn und Tautenburg in Thüringen beobachteten mit dem 100-m-Radioteleskop Effelsberg Galaxienhaufen, das sind Ansammlungen von Sternsystemen, heißem Gas und geladenen Teilchen. An den Rändern dieser Galaxienhaufen fanden sie außergewöhnlich geordnete Magnetfelder, die sich über viele Millionen Lichtjahre erstrecken. Sie stellen die größten bekannten Magnetfelder im Universum dar.

Die Ergebnisse werden am 22. März in der Fachzeitschrift „Astronomy & Astrophysics“ veröffentlicht.

Galaxienhaufen sind die größten gravitativ gebundenen Strukturen im Universum, mit einer Ausdehnung von etwa zehn Millionen Lichtjahren. Im Vergleich dazu ist...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Wie Menschen wachsen

27.03.2017 | Veranstaltungen

Zweites Symposium 4SMARTS zeigt Potenziale aktiver, intelligenter und adaptiver Systeme

27.03.2017 | Veranstaltungen

Rund 500 Fachleute aus Wissenschaft und Wirtschaft diskutierten über technologische Zukunftsthemen

24.03.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Fließender Übergang zwischen Design und Simulation

27.03.2017 | HANNOVER MESSE

Industrial Data Space macht neue Geschäftsmodelle möglich

27.03.2017 | HANNOVER MESSE

Neue Sicherheitstechnik ermöglicht Teamarbeit

27.03.2017 | HANNOVER MESSE