Helmholtz Zentrum München identifiziert neuen Abwehrmechanismus bei Pflanzen

Dies zeigten sie am Beispiel der durch Pilze verursachten Schwarzbeinigkeit, einer häufigen Erkrankung bei diversen Getreidesorten. Die Ergebnisse sind in der Juli-Ausgabe der Zeitschrift Applied and Environmental Microbiology veröffentlicht.

Um sich vor Krankheitserregern zu schützen, können Pflanzen die Anzahl bestimmter Boden-Mikroorganismen, sog. Antagonisten*, im Wurzelraum steuern. Dies fand ein Team der Abteilung Terrestrische Ökogenetik des Helmholtz Zentrums München unter der Leitung von Dr. Karin Schreiner und Prof. Michael Schloter gemeinsam mit Kollegen der Universität Lyon heraus.

Die Wissenschaftler untersuchten die Bakterien-Populationen im Wurzelraum von Gerste und die Anfälligkeit gegenüber dem Befall mit dem Schadpilz Gaeumannomyces graminis, dem Auslöser der Schwarzbeinigkeit. Sie konnten zeigen, dass der Anbau von Gerste als Monokultur zu einer spezifischen Zusammensetzung der Mikroflora im Wurzelraum führt, die einen besonders wirksamen Schutz gegen den Schadpilz bietet. Dieses Phänomen wurde unabhängig vom Auftreten der Krankheit beobachtet – die beobachteten Veränderungen in der Zusammensetzung der Mikroflora in der Rhizosphäre werden also von der Pflanze selber hervorgerufen. Die Aktivität der Antagonisten wird hingegen durch das Vorhandensein des Schadpilzes gesteuert. Bisher ist man davon ausgegangen, dass nur der Schadpilz Vorkommen und Aktivität der Antagonisten beeinflusst.

Alternativen zum klassischen chemischen Pflanzenschutz sind ein aktuelles Thema der modernen Landwirtschaft, nicht nur, um die Umwelt zu schützen, sondern auch, weil viele Erreger von Pflanzenkrankheiten gegen Pestizide resistent geworden sind. Daher könnten die Ergebnisse für die landwirtschaftliche Praxis von großer Bedeutung sein: „Wenn sich die Daten für andere Pflanzenkrankheiten bestätigen, könnten Biokontrollpopulationen durch geeignete Fruchtfolgen gesteuert und so der Einsatz von chemischen Pflanzenschutzmitten reduziert werden“ so Schloter.

*Hintergrund:

Biokontrolle: Vorkommen von Organismen im Boden, die auf natürlichem Weg die Ausbreitung von pflanzenpathogenen Mikroorganismen verhindern, sog. Antagonisten. Da die Antagonisten oder biokontrollaktiven Mikroorganismen meist schwer zu kultivieren sind, wird nach Methoden gesucht, um die Häufigkeit dieser Organismen im Boden erhöhen und deren Aktivität stimulieren.

Originalveröffentlichung: Schreiner K. et al.: Comparison of Barley Succession and Take-All Disease as Environmental Factors Shaping the Rhizobacterial Community during Take-All Decline. Applied and Environmental Microbiology, 2010. 76: 4703-12 (online)

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