Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Das Immunsystem der Pflanzen ist stark!

11.10.2011
RWTH-Forscher Uwe Conrath entdeckt Mechanismen der pflanzlichen Immunität, die auch die Humanmedizin vorantreiben könnten

„Die Abwehr einer Pflanze gegen Krankheitserreger umfasst viele verschiedene Stoffwechselreaktionen, die erst bei einer Infektion eingeschaltet werden“, sagt Uwe Conrath. „Ob eine Pflanze einen Erreger erfolgreich abweist, hängt aber davon ab, dass sie ihre Abwehrreaktionen nach der Infektion frühzeitig einschaltet, noch bevor die Krankheit überhand nimmt.“ Das Abwehrsystem von Pflanzen ist Conraths Spezialgebiet. Der Professor ist Leiter des Lehr- und Forschungsgebiets Biochemie und Molekularbiologie der Pflanzen an der RWTH Aachen.

Gurken sind zum Beispiel anfällig für den Pilz „Colletotrichum lagenarium“. Der Erreger verursacht gelbe Flecken aus abgestorbenen Zellen, die auf den Früchten oft einen schwarzen Rand haben. Wenn man diese Flecken mit Sporen des Pilzes gezielt auf nur einem Keimblatt der noch jungen Gurkenpflanze hervorruft, so werden danach alle Teile der Gurkenpflanze gegen den Pilz resistent. Die so genannte „systemische Immunität“ erfolgt aber nur, wenn die Erstinfektion frühzeitig erfolgt und dabei Zellen absterben. Dann hat die Pflanze ausreichend Zeit, um ihre Immunität aufzubauen. Diese sensibilisiert die Pflanze derart, dass sie ihre Abwehr bei einem Zweitbefall schneller anschalten kann.

Sensibilisierung lässt Pflanzen gut gedeihen

Conrath verwendete für den Prozess der Sensibilisierung den Begriff „Priming“. Bis vor wenigen Jahren war aber vollkommen unbekannt, wie das Priming in der Pflanze funktioniert. In einem viel beachteten Forschungsbericht zeigten er und sein Team, dass die Pflanze nach der Erstinfektion Eiweißmoleküle synthetisiert, die für eine erfolgreiche Abwehr von Krankheitserregern dringend notwendig sind. Diese Moleküle sind nach dem Erstbefall in der gesamten Pflanze vorzufinden. „Allerdings schlummern sie dort und werden nur dann aktiv, wenn die Pflanze tatsächlich noch einmal von einem Krankheitserreger angegriffen wird“, betont der Molekularbiologe. Ihr vermehrtes Vorkommen beschleunigt die Abwehr und macht die Pflanze resistent. Mit der Erfahrung der ersten Infektion funktioniert die Abwehr bei einer zweiten Attacke also besser.

Die Stärkung der natürlichen Immunität ist eine gute Alternative - „zumindest eine sinnvolle Ergänzung“ - zu giftigen Chemikalien. Denn auch die von den Züchtern bereitgestellten Sorten von Kulturpflanzen sind nicht vollkommen immun, und ansteckende Rassen von Krankheitserregern bilden sich immer wieder aufs Neue. Eine viel versprechende Strategie im modernen Pflanzenschutz ist deshalb die Entwicklung von Substanzen, die sowohl Krankheitserreger töten, als auch Pflanzen primen können. Gerade Nutzpflanzen wie Weizen, Soja und Mais können mithilfe des Primings nachgewiesenermaßen gezielt auf Krankheitserreger und sogar auf Trockenheit vorbereitet werden.

Priming gegen Krankheiten des Menschen

Die Epigenetik beschäftigt sich mit Veränderungen im Erbmaterial, die keinen Einfluss auf die DNA-Sequenz haben. Sie spielen bei wichtigen biologischen Prozessen eine Rolle, zum Beispiel bei der Ausbildung des Gedächtnisses oder bei der Verhinderung des unkontrollierten Zellwachstums, dem Krebs. Conrath und seine Mitarbeiter berichteten in einer aktuellen Arbeit, dass es nach einer Infektion von nur einem Blatt in der gesamten Pflanze auch zu epigenetischen Änderungen kommt. Diese bereiten Abwehrgene derart vor, dass diese bei einem Zweitbefall schneller angeschaltet werden können. Daraus resultiert die „geprimte Immunreaktion“. Interessant ist, dass das Priming auch in Menschen und Wirbeltieren vorkommt, in diesen Organismen aber noch kaum erforscht ist. Folglich können die aktuellen Forschungsarbeiten von Conrath und seinen Mitarbeitern nicht nur für den Schutz unserer Ernährung, sondern auch für die Humanmedizin von großer Wichtigkeit sein.

Die Forschungsarbeiten zur systemischen Immunität von Pflanzen an der RWTH Aachen wurden aus Mitteln der Deutschen Forschungsgemeinschaft und aus Exzellenzmitteln des Bundes und der Länder gefördert.

Weitere Informationen erteilt Professor Dr. rer.nat. Uwe Conrath vom Lehr- und Forschungsgebiet Biochemie und Molekularbiologie unter: +49(0)241/80-26540 oder uwe.conrath@bio3.rwth-aachen.de.

CELINA BEGOLLI

Thomas von Salzen | idw
Weitere Informationen:
http://www.rwth-aachen.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Ionen gegen Herzrhythmusstörungen – Nicht-invasive Alternative zu Katheter-Eingriff
20.01.2017 | GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung GmbH

nachricht Leibwächter im Darm mit chemischer Waffe
20.01.2017 | Max-Planck-Institut für chemische Ökologie

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: Innovatives Hochleistungsmaterial: Biofasern aus Florfliegenseide

Neuartige Biofasern aus einem Seidenprotein der Florfliege werden am Fraunhofer-Institut für Angewandte Polymerforschung IAP gemeinsam mit der Firma AMSilk GmbH entwickelt. Die Forscher arbeiten daran, das Protein in großen Mengen biotechnologisch herzustellen. Als hochgradig biegesteife Faser soll das Material künftig zum Beispiel in Leichtbaukunststoffen für die Verkehrstechnik eingesetzt werden. Im Bereich Medizintechnik sind beispielsweise biokompatible Seidenbeschichtungen von Implantaten denkbar. Ein erstes Materialmuster präsentiert das Fraunhofer IAP auf der Internationalen Grünen Woche in Berlin vom 20.1. bis 29.1.2017 in Halle 4.2 am Stand 212.

Zum Schutz des Nachwuchses vor bodennahen Fressfeinden lagern Florfliegen ihre Eier auf der Unterseite von Blättern ab – auf der Spitze von stabilen seidenen...

Im Focus: Verkehrsstau im Nichts

Konstanzer Physiker verbuchen neue Erfolge bei der Vermessung des Quanten-Vakuums

An der Universität Konstanz ist ein weiterer bedeutender Schritt hin zu einem völlig neuen experimentellen Zugang zur Quantenphysik gelungen. Das Team um Prof....

Im Focus: Traffic jam in empty space

New success for Konstanz physicists in studying the quantum vacuum

An important step towards a completely new experimental access to quantum physics has been made at University of Konstanz. The team of scientists headed by...

Im Focus: Textiler Hochwasserschutz erhöht Sicherheit

Wissenschaftler der TU Chemnitz präsentieren im Februar und März 2017 ein neues temporäres System zum Schutz gegen Hochwasser auf Baumessen in Chemnitz und Dresden

Auch die jüngsten Hochwasserereignisse zeigen, dass vielerorts das natürliche Rückhaltepotential von Uferbereichen schnell erschöpft ist und angrenzende...

Im Focus: Wie Darmbakterien krank machen

HZI-Forscher entschlüsseln Infektionsmechanismen von Yersinien und Immunantworten des Wirts

Yersinien verursachen schwere Darminfektionen. Um ihre Infektionsmechanismen besser zu verstehen, werden Studien mit dem Modellorganismus Yersinia...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Mittelstand 4.0 – Mehrwerte durch Digitalisierung: Hintergründe, Beispiele, Lösungen

20.01.2017 | Veranstaltungen

Nachhaltige Wassernutzung in der Landwirtschaft Osteuropas und Zentralasiens

19.01.2017 | Veranstaltungen

Künftige Rohstoffexperten aus aller Welt in Freiberg zur Winterschule

18.01.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

21.500 Euro für eine grüne Zukunft – Unserer Umwelt zuliebe

20.01.2017 | Unternehmensmeldung

innovations-report im Interview mit Rolf-Dieter Lafrenz, Gründer und Geschäftsführer der Hamburger Start ups Cargonexx

20.01.2017 | Unternehmensmeldung

Niederlande: Intelligente Lösungen für Bahn und Stahlindustrie werden gefördert

20.01.2017 | Förderungen Preise