Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Bremse für schädliche Pilzsporen

15.01.2015

Welche Funktion haben lichtempfindliche Proteine in einem Schadpilz, der Reispflanzen befällt? Forscher aus Würzburg und Sevilla haben diese Frage geklärt: Die Proteine bremsen die Keimung der Pilzsporen.

Fusarium fujikuroi: So heißt ein Pilz, der Reispflanzen infiziert. Er durchwuchert ihr Gewebe, lässt ihre Halme lang und schwach werden und sie schlimmstenfalls absterben. Falls die Pflanzen die Attacke des Parasiten überleben, bringen sie nicht den vollen Ertrag: Die Ernte kann dann bis zu 20 Prozent geringer ausfallen, wie das Internationale Reisforschungsinstitut (Philippinen) festgestellt hat.


Das Rhodopsin CarO des Pilzes Fusarium fujikuroi findet sich vor allem in den Sporen (grüne Färbung oben). Sporen ohne Rhodopsin (unten links) keimen schneller als solche mit Rhodopsin (unten rechts)

Bilder: Ulrich Terpitz

Der Pilz befällt den Reis über die Körner oder die Wurzeln. Gelangen seine Sporen dort hin, keimen sie aus und schieben feine Schläuche ins Innere der Pflanze. Dabei hängt die Sporenkeimung stark von dem Protein CarO (Carotinoid-Opsin) ab, das zur Gruppe der Rhodopsine gehört. Das berichten Forscher vom Biozentrum der Universität Würzburg und von der Universität Sevilla in „Scientific Reports“, einem Journal der Nature-Gruppe.

Erstmals Funktion eines Pilz-Rhodopsins beschrieben

Rhodopsine kommen in allen Pilzen vor, die auf Pflanzen wachsen. „Bis jetzt war aber völlig unbekannt, welche biologischen Funktionen sie erfüllen“, sagt der Würzburger Wissenschaftler Ulrich Terpitz. Seine Nachwuchsgruppe am Lehrstuhl für Biotechnologie und Biophysik hat nun erstmals Licht in diese Angelegenheit gebracht: Sie fand beim Pilz Fusarium fujikuroi heraus, dass sich das Rhodopsin CarO besonders stark in den Sporen anreichert. Es wird durch Licht aktiviert und wirkt dann als Ionenpumpe, die Protonen aus der Pilzzelle hinaus befördert.

Als die Forscher Pilzmutanten untersuchten, denen das Rhodopsin fehlt, zeigte sich: Die Sporen solcher Pilze keimen in Gegenwart von Licht viel schneller als normal. „Licht aktiviert das Rhodopsin, und das wiederum bremst die Keimung“, erklärt Terpitz.

Mechanismus zur Regulation der Sporenkeimung

Für den Pilz sei das sinnvoll: „Die Sporen entstehen im Licht, auf den Blättern der Reispflanzen. Keimen sollen sie aber erst im dunklen Boden, weil sie dort nah an den Orten der Infektion sind, bei den Wurzeln oder abgefallenen Reiskörnern.“ Vermutlich helfe das Rhodopsin CarO also dabei mit, die Keimung der Sporen zu verhindern, bis diese den Boden erreicht haben, so der Würzburger Biologe.

Weitere Studien am Maisbeulenbrand geplant

Als nächstes wollen die Forscher versuchen, Reispflanzen im Labor mit rhodopsinfreien Pilzsporen zu infizieren – um zu sehen, ob das Rhodopsin die Infektiosität der Pilze beeinflussen kann. Außerdem planen sie Untersuchungen an den Rhodopsinen eines anderen Schadpilzes, des Maisbeulenbrands (Ustilago maydis). In diesem Erreger gibt es neben CarO noch zwei andere Rhodopsine. „Wir möchten auch deren Funktion als Protonenpumpen und ihre Lokalisierung im Pilz genau untersuchen“, sagt Terpitz.

Diese Arbeiten werden von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) gefördert.

Lichtempfindliche Proteine in Pilzen

Rhodopsine sind nur eine Gruppe von lichtempfindlichen Proteinen, die bei Pilzen bekannt sind. Über ihre Funktion herrscht vor allem Unklarheit. Die anderen Lichtrezeptoren dagegen sind gut untersucht. Von ihnen weiß man, dass sie viele Lebensvorgänge steuern, zum Beispiel die Wachstumsrichtung der Pilzfäden, circadiane Rhythmen oder die Sporenbildung.

García-Martínez, J., Brunk, M., Avalos, J. & Terpitz, U.: “The CarO rhodopsin of the fungus Fusarium fujikuroi is a light-driven proton pump that retards spore germination.” Scientific Reports 5, 7798; 15. Januar 2015, DOI:10.1038/srep07798

Kontakt

Dr. Ulrich Terpitz, Lehrstuhl für Biotechnologie und Biophysik, Universität Würzburg, T (0931) 31-84226, ulrich.terpitz@uni-wuerzburg.de

Weitere Informationen:

http://www.super-resolution.biozentrum.uni-wuerzburg.de/mitarbeiter_members/ulri... Zur Homepage von Dr. Ulrich Terpitz

Robert Emmerich | Julius-Maximilians-Universität Würzburg
Weitere Informationen:
http://www.uni-wuerzburg.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht In Hochleistungs-Mais sind mehr Gene aktiv
19.01.2018 | Rheinische Friedrich-Wilhelms-Universität Bonn

nachricht Warum es für Pflanzen gut sein kann auf Sex zu verzichten
19.01.2018 | Universität Wien

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Biowissenschaften Chemie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Maschinelles Lernen im Quantenlabor

Auf dem Weg zum intelligenten Labor präsentieren Physiker der Universitäten Innsbruck und Wien ein lernfähiges Programm, das eigenständig Quantenexperimente entwirft. In ersten Versuchen hat das System selbständig experimentelle Techniken (wieder)entdeckt, die heute in modernen quantenoptischen Labors Standard sind. Dies zeigt, dass Maschinen in Zukunft auch eine kreativ unterstützende Rolle in der Forschung einnehmen könnten.

In unseren Taschen stecken Smartphones, auf den Straßen fahren intelligente Autos, Experimente im Forschungslabor aber werden immer noch ausschließlich von...

Im Focus: Artificial agent designs quantum experiments

On the way to an intelligent laboratory, physicists from Innsbruck and Vienna present an artificial agent that autonomously designs quantum experiments. In initial experiments, the system has independently (re)discovered experimental techniques that are nowadays standard in modern quantum optical laboratories. This shows how machines could play a more creative role in research in the future.

We carry smartphones in our pockets, the streets are dotted with semi-autonomous cars, but in the research laboratory experiments are still being designed by...

Im Focus: Fliegen wird smarter – Kommunikationssystem LYRA im Lufthansa FlyingLab

• Prototypen-Test im Lufthansa FlyingLab
• LYRA Connect ist eine von drei ausgewählten Innovationen
• Bessere Kommunikation zwischen Kabinencrew und Passagieren

Die Zukunft des Fliegens beginnt jetzt: Mehrere Monate haben die Finalisten des Mode- und Technologiewettbewerbs „Telekom Fashion Fusion & Lufthansa FlyingLab“...

Im Focus: Ein Atom dünn: Physiker messen erstmals mechanische Eigenschaften zweidimensionaler Materialien

Die dünnsten heute herstellbaren Materialien haben eine Dicke von einem Atom. Sie zeigen völlig neue Eigenschaften und sind zweidimensional – bisher bekannte Materialien sind dreidimensional aufgebaut. Um sie herstellen und handhaben zu können, liegen sie bislang als Film auf dreidimensionalen Materialien auf. Erstmals ist es Physikern der Universität des Saarlandes um Uwe Hartmann jetzt mit Forschern vom Leibniz-Institut für Neue Materialien gelungen, die mechanischen Eigenschaften von freitragenden Membranen atomar dünner Materialien zu charakterisieren. Die Messungen erfolgten mit dem Rastertunnelmikroskop an Graphen. Ihre Ergebnisse veröffentlichen die Forscher im Fachmagazin Nanoscale.

Zweidimensionale Materialien sind erst seit wenigen Jahren bekannt. Die Wissenschaftler André Geim und Konstantin Novoselov erhielten im Jahr 2010 den...

Im Focus: Forscher entschlüsseln zentrales Reaktionsprinzip von Metalloenzymen

Sogenannte vorverspannte Zustände beschleunigen auch photochemische Reaktionen

Was ermöglicht den schnellen Transfer von Elektronen, beispielsweise in der Photosynthese? Ein interdisziplinäres Forscherteam hat die Funktionsweise wichtiger...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Kongress Meditation und Wissenschaft

19.01.2018 | Veranstaltungen

LED Produktentwicklung – Leuchten mit aktuellem Wissen

18.01.2018 | Veranstaltungen

6. Technologie- und Anwendungsdialog am 18. Januar 2018 an der TH Wildau: „Intelligente Logistik“

18.01.2018 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Rittal vereinbart mit dem Betriebsrat von RWG Sozialplan - Zukunftsorientierter Dialog führt zur Einigkeit

19.01.2018 | Unternehmensmeldung

Open Science auf offener See

19.01.2018 | Geowissenschaften

Original bleibt Original - Neues Produktschutzverfahren für KFZ-Kennzeichenschilder

19.01.2018 | Informationstechnologie