Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Trickreiche Parasiten

04.04.2014

Pflanzen haben im Lauf der Evolution „gelernt“, wie sie sich gegen Schmarotzer wehren können. Das Wachstum von parasitierenden Fadenwürmern unterbinden sie, indem sie mithilfe von Sauerstoffradikalen befallene Wurzelzellen absterben lassen. Rübenzystennematoden nutzen diese Abwehrstrategie des Wirts jedoch gezielt, um sich noch besser Nährstoffe zuzuführen. Das haben Forscher der Universität Bonn mit Kollegen aus Polen und Spanien herausgefunden. Die Ergebnisse sind nun im Fachjournal „Science Signaling“ veröffentlicht.

Sauerstoffradikale gelten als gefährlich, weil sie für die Schädigung von Proteinen, Membranen und Erbgut verantwortlich gemacht werden. Im Organismus entstehen sie zum Beispiel als Nebenprodukt der Zellatmung.


Erforschen die Tricks parasitischer Fadenwürmer: Christiane Matera, Prof. Dr. Florian Grundler und Dr. Shahid Siddique (von links) vom INRES der Universität Bonn mit Proben der Ackerschmalwand.

(c) Foto: Barbara Frommann/Uni Bonn

Pflanzen nutzen die Sauerstoffradikale als Waffe gegen Schädlinge. Bereits in geringen Konzentrationen können sie eine Form des programmierten Zelltodes auslösen, wodurch von Krankheitserregern befallene Zellen zugrunde gehen. „In Pflanzen sind Sauerstoffradikale aber nicht nur Auslöser des Zelltodes. Als Signalmoleküle sorgen sie mit dafür, dass sich der Zelltod im Gewebe nicht immer weiter ausbreitet“, sagt Prof. Dr. Florian Grundler von der Molekularen Phytomedizin am Institut für Nutzpflanzenwissenschaften und Ressourcenschutz (INRES) der Universität Bonn.

Die Wissenschaftler des INRES der Universität Bonn haben nun mit ihren Kollegen der Landwirtschaftlichen Universität Warschau (Polen) und der Polytechnischen Universität Madrid (Spanien) eine unerwartete Entdeckung gemacht: An der Ackerschmalwand (Arabidopsis thaliana) konnten sie nachweisen, dass die Sauerstoffradikale im Kampf gegen den Rübenzystennematoden (Heterodera schachtii) nicht nur eine stumpfe Waffe sind, sondern den Schädling sogar fördern.

„Diese mikroskopisch kleinen Würmer aus der Gruppe der Nematoden nutzen die Wirkung reaktiver Sauerstoffspezies der befallenen Pflanze für ihre eigenen Zwecke – der Nahrungsbeschaffung“, berichtet Erstautor Dr. Shahid Siddique vom INRES.

Die kleinen Würmer richten an Nutzpflanzen großen Schaden an

Nematoden sind wichtige Schaderreger von Nutzpflanzen wie Getreide, Zuckerrüben und Kartoffeln. Einige Arten regen Zellen zur Bildung von Wucherungen im Inneren der Wurzeln an, die die Nematoden ernähren. Über Wochen saugen sie mit Hilfe eines mikroskopisch kleinen Stachels an diesen Nährzellen. „Diese Form der Parasitierung verursacht schwere Entwicklungsstörungen der Pflanze und damit große Ertragsverluste“, sagt Dr. Siddique.

Das Team um Prof. Grundler schaltete in der Ackerschmalwand ein Gen stumm, wodurch die Bildung der Sauerstoffradikale unterbunden wurde und die Entwicklung der Nährzellen stark abgeschwächt war. Meist starben die Wurzelzellen ab, sobald die Nematodenlarven versuchten, sie zu parasitieren. Gelang es den Nematoden dennoch zu schmarotzen, so blieben sie stark in ihrer Entwicklung zurück. Dagegen konnten sich die Parasiten in Pflanzen mit einer gesteigerten Sauerstoffradikalbildung deutlich besser entwickeln.

Die Ergebnisse erklären unter anderem, warum es den Nematoden gelingt, über eine so lange Zeit Pflanzenzellen am Leben zu erhalten und zu parasitieren. Durch ein besonderes Verhalten und ihre Fähigkeit, die Entwicklung von Pflanzenzellen zu beeinflussen, umgehen sie gezielt die Abwehrfunktion der Pflanze und nutzen deren Selbstschutz, um die Bildung der Nährzellen zu stimulieren. In keinem anderen Fall konnte bisher gezeigt werden, dass Krankheitserreger die pflanzeneigene Abwehr gezielt für die eigene Entwicklung nutzen. Prof. Grundler: „Unsere Ergebnisse stellen die Funktion der Sauerstoffradikale in der Pflanze in ein neues Licht. Das hat nicht nur Bedeutung in der Grundlagenforschung, sondern kann nun in der Pflanzenzüchtung gezielt genutzt werden.“

Publikation: Parasitic Worms Stimulate Host NADPH Oxidases to Produce Reactive Oxygen Species that Limit Plant Cell Death and Promote Infection, Science Signaling, DOI: 10.1126/scisignal.2004777

Kontakt:

Prof. Dr. Florian Grundler
INRES Molekulare Phytomedizin
Tel. 0228/731675
E-Mail: grundler@uni-bonn.de

Dr. Shahid Siddique
INRES Molekulare Phytomedizin
Tel. 0228/733069
E-Mail: siddique@uni-bonn.de

Johannes Seiler | idw - Informationsdienst Wissenschaft
Weitere Informationen:
http://www.uni-bonn.de/

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Symbiose-Bakterien: Vom blinden Passagier zum Leibwächter des Wollkäfers
28.04.2017 | Johannes Gutenberg-Universität Mainz

nachricht Forschungsteam entdeckt Mechanismus zur Aktivierung der Reproduktion bei Pflanzen
28.04.2017 | Universität Hamburg

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: TU Chemnitz präsentiert weltweit einzigartige Pilotanlage für nachhaltigen Leichtbau

Wickelprinzip umgekehrt: Orbitalwickeltechnologie soll neue Maßstäbe in der großserientauglichen Fertigung komplexer Strukturbauteile setzen

Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter des Bundesexzellenzclusters „Technologiefusion für multifunktionale Leichtbaustrukturen" (MERGE) und des Instituts für...

Im Focus: Smart Wireless Solutions: EU-Großprojekt „DEWI“ liefert Innovationen für eine drahtlose Zukunft

58 europäische Industrie- und Forschungspartner aus 11 Ländern forschten unter der Leitung des VIRTUAL VEHICLE drei Jahre lang, um Europas führende Position im Bereich Embedded Systems und dem Internet of Things zu stärken. Die Ergebnisse von DEWI (Dependable Embedded Wireless Infrastructure) wurden heute in Graz präsentiert. Zu sehen war eine Fülle verschiedenster Anwendungen drahtloser Sensornetzwerke und drahtloser Kommunikation – von einer Forschungsrakete über Demonstratoren zur Gebäude-, Fahrzeug- oder Eisenbahntechnik bis hin zu einem voll vernetzten LKW.

Was vor wenigen Jahren noch nach Science-Fiction geklungen hätte, ist in seinem Ansatz bereits Wirklichkeit und wird in Zukunft selbstverständlicher Teil...

Im Focus: Weltweit einzigartiger Windkanal im Leipziger Wolkenlabor hat Betrieb aufgenommen

Am Leibniz-Institut für Troposphärenforschung (TROPOS) ist am Dienstag eine weltweit einzigartige Anlage in Betrieb genommen worden, mit der die Einflüsse von Turbulenzen auf Wolkenprozesse unter präzise einstellbaren Versuchsbedingungen untersucht werden können. Der neue Windkanal ist Teil des Leipziger Wolkenlabors, in dem seit 2006 verschiedenste Wolkenprozesse simuliert werden. Unter Laborbedingungen wurden z.B. das Entstehen und Gefrieren von Wolken nachgestellt. Wie stark Luftverwirbelungen diese Prozesse beeinflussen, konnte bisher noch nicht untersucht werden. Deshalb entstand in den letzten Jahren eine ergänzende Anlage für rund eine Million Euro.

Die von dieser Anlage zu erwarteten neuen Erkenntnisse sind wichtig für das Verständnis von Wetter und Klima, wie etwa die Bildung von Niederschlag und die...

Im Focus: Nanoskopie auf dem Chip: Mikroskopie in HD-Qualität

Neue Erfindung der Universitäten Bielefeld und Tromsø (Norwegen)

Physiker der Universität Bielefeld und der norwegischen Universität Tromsø haben einen Chip entwickelt, der super-auflösende Lichtmikroskopie, auch...

Im Focus: Löschbare Tinte für den 3-D-Druck

Im 3-D-Druckverfahren durch Direktes Laserschreiben können Mikrometer-große Strukturen mit genau definierten Eigenschaften geschrieben werden. Forscher des Karlsruher Institus für Technologie (KIT) haben ein Verfahren entwickelt, durch das sich die 3-D-Tinte für die Drucker wieder ‚wegwischen‘ lässt. Die bis zu hundert Nanometer kleinen Strukturen lassen sich dadurch wiederholt auflösen und neu schreiben - ein Nanometer entspricht einem millionstel Millimeter. Die Entwicklung eröffnet der 3-D-Fertigungstechnik vielfältige neue Anwendungen, zum Beispiel in der Biologie oder Materialentwicklung.

Beim Direkten Laserschreiben erzeugt ein computergesteuerter, fokussierter Laserstrahl in einem Fotolack wie ein Stift die Struktur. „Eine Tinte zu entwickeln,...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Internationaler Tag der Immunologie - 29. April 2017

28.04.2017 | Veranstaltungen

Kampf gegen multiresistente Tuberkulose – InfectoGnostics trifft MYCO-NET²-Partner in Peru

28.04.2017 | Veranstaltungen

123. Internistenkongress: Traumata, Sprachbarrieren, Infektionen und Bürokratie – Herausforderungen

27.04.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Über zwei Millionen für bessere Bordnetze

28.04.2017 | Förderungen Preise

Symbiose-Bakterien: Vom blinden Passagier zum Leibwächter des Wollkäfers

28.04.2017 | Biowissenschaften Chemie

Wie Pflanzen ihre Zucker leitenden Gewebe bilden

28.04.2017 | Biowissenschaften Chemie