Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Ursache für dauerhafte Resistenz gegen Rostkrankheiten und Mehltau bei Weizen identifiziert

20.02.2009
Forschern der Universität Zürich ist es in einer internationalen Zusammenarbeit gelungen, ein einzelnes Protein als Ursache für die dauerhafte Resistenz gewisser Weizensorten gegen Braunrost, Gelbrost, Schwarzrost und Mehltau zu identifizieren. Weizensorten mit dieser Krankheitsresistenz sind für die Ernährung der Weltbevölkerung bedeutend und werden vor allem in Entwicklungsländern angebaut.

Bakterien, Viren und phytopathogene Pilze sind die häufigsten Verursacher von Krankheiten bei Pflanzen. Pflanzenkrankheiten sind in der Landwirtschaft gefürchtet, weil sie zu erheblichen Ernteverlusten führen.

Um sich vor Krankheitserregern zu schützen, haben Pflanzen teilweise effiziente Schutzmechanismen bzw. Krankheitsresistenzen entwickelt. In der Züchtung von Nutzpflanzen spielen solche pflanzeneigenen Resistenzen eine bedeutende Rolle: Sie tragen dazu bei, Ernteausfälle zu verhindern und den Einsatz von Pestiziden zu reduzieren.

Allerdings schützen viele Resistenzen die Pflanze nur für begrenzte Zeit: Innerhalb weniger Jahre haben sich die Krankheitserreger angepasst. Kurzzeitige Resistenzen sind aus ökonomischer Sicht von geringem Interesse, da die Entwicklung neuer Weizensorten kostspielig ist und bis zu zwanzig Jahre in Anspruch nehmen kann. Es gibt aber einige wenige Resistenzen, bei denen bisher keinerlei Anpassung der Krankheitserreger beobachtet wurde. Man spricht hier von dauerhafter Resistenz. Auf molekularer Ebene werden dauerhafte Resistenzmechanismen bis heute kaum verstanden.

Einzelnes Protein sorgt für dauerhafte Mehrfachresistenz

Seit über fünfzig Jahren verleiht das Protein Lr34 aus Weizen einen dauerhaften Schutz gegen die weit verbreiteten Erreger von Braunrost, Gelbrost, Schwarzrost und Mehltau. In Züchtungsprogrammen wurde Lr34 wegen seines breiten Wirkungsspektrums und seiner Dauerhaftigkeit weltweit in verschiedenste Weizensorten eingekreuzt. Gegenwärtig sind in Entwicklungsländern auf mehr als 26 Millionen Hektaren Weizensorten angebaut, die dieses Protein enthalten.

Dem Team von Professor Beat Keller von der MNF der Universität Zürich ist es in Zusammenarbeit mit der australischen "Commonwealth Scientific and Research Organization" CSIRO und dem "International Maize and Wheat Improvement Center" CIMMYT in Mexiko erstmals gelungen, die molekulare Grundlage für diese aussergewöhnliche Resistenz zu entschlüsseln. Dabei stellten die Forscher fest, dass Lr34 Ähnlichkeit mit so genannten PDR-Transportproteinen aufweist. Diese sitzen in der Zellmembran - der Grenze zwischen dem Zellinneren und dem extrazellulären Raum - und stellen den Transport unterschiedlichster Substanzen über die Membran sicher. Lr34 ist der erste bekannte Fall, bei dem ein einzelnes Protein eine dauerhafte Resistenz gegen mehrere Krankheiten verleiht.

Zeitige Blattalterung wohl Grund für Dauerresistenz

Weshalb sich die Erreger nicht anpassen können, wird zurzeit untersucht. Lr34 wird mit einer leicht verfrühten Blattalterung in Verbindung gebracht. Bei Rostpilzen und Mehltau handelt es sich um so genannt biotrophe Pilze: Diese sind für die Nährstoffaufnahme auf ein lebendes Blatt angewiesen. Die verfrühte Blattalterung, während der Nährstoffe aus dem Blatt in die Samen verlagert werden, könnte zu einem Versorgungsengpass für den Pilz führen und so die erhöhte Resistenz für die Pflanze bewirken.

Die Identifizierung von Lr34 stellt einen ersten fundamentalen Schritt zum Verständnis dauerhafter Resistenzmechanismen dar. Die Erforschung der genauen Wirkungsweise wird wichtige Erkenntnisse darüber liefern, weshalb sich Krankheitserreger an gewisse Resistenzen anpassen können, an andere jedoch nicht. Dieses Wissen wird in der Weizenzüchtung genutzt werden, um Sorten mit lang anhaltendem Schutz gegen möglichst viele Krankheiten zu entwickeln.

Publikation:
Krattinger, S., Lagudah, E.S., Spielmeyer, W., Singh, R.P., Huerta-Espino, J., McFadden, H., Bossolini, E., Selter, L.L. and Keller, B. : A putative ABC transporter confers durable resistance to multiple fungal pathogens in wheat. In: Science (19. Februar 2009)
Kontakt:
Prof. Beat Keller, Institut für Pflanzenbiologie, Universität Zürich
Tel. +41 44 634 82 30
E-Mail: bkeller@botinst.uzh.ch

Beat Müller | idw
Weitere Informationen:
http://www.uzh.ch/

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Zellen auf Wanderschaft: Falten in der Zellmembran liefern Material für nötige Auswölbungen
23.11.2017 | Westfälische Wilhelms-Universität Münster

nachricht Neues Verfahren zum Nachweis eines Tumormarkers in bösartigen Lymphomen
23.11.2017 | Wilhelm Sander-Stiftung

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: Reibungswärme treibt hydrothermale Aktivität auf Enceladus an

Computersimulation zeigt, wie der Eismond Wasser in einem porösen Gesteinskern aufheizt

Wärme aus der Reibung von Gestein, ausgelöst durch starke Gezeitenkräfte, könnte der „Motor“ für die hydrothermale Aktivität auf dem Saturnmond Enceladus sein....

Im Focus: Frictional Heat Powers Hydrothermal Activity on Enceladus

Computer simulation shows how the icy moon heats water in a porous rock core

Heat from the friction of rocks caused by tidal forces could be the “engine” for the hydrothermal activity on Saturn's moon Enceladus. This presupposes that...

Im Focus: Kleine Strukturen – große Wirkung

Innovative Schutzschicht für geringen Verbrauch künftiger Rolls-Royce Flugtriebwerke entwickelt

Gemeinsam mit Rolls-Royce Deutschland hat das Fraunhofer-Institut für Werkstoff- und Strahltechnik IWS im Rahmen von zwei Vorhaben aus dem...

Im Focus: Nanoparticles help with malaria diagnosis – new rapid test in development

The WHO reports an estimated 429,000 malaria deaths each year. The disease mostly affects tropical and subtropical regions and in particular the African continent. The Fraunhofer Institute for Silicate Research ISC teamed up with the Fraunhofer Institute for Molecular Biology and Applied Ecology IME and the Institute of Tropical Medicine at the University of Tübingen for a new test method to detect malaria parasites in blood. The idea of the research project “NanoFRET” is to develop a highly sensitive and reliable rapid diagnostic test so that patient treatment can begin as early as possible.

Malaria is caused by parasites transmitted by mosquito bite. The most dangerous form of malaria is malaria tropica. Left untreated, it is fatal in most cases....

Im Focus: Transparente Beschichtung für Alltagsanwendungen

Sport- und Outdoorbekleidung, die Wasser und Schmutz abweist, oder Windschutzscheiben, an denen kein Wasser kondensiert – viele alltägliche Produkte können von stark wasserabweisenden Beschichtungen profitieren. Am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) haben Forscher um Dr. Bastian E. Rapp einen Werkstoff für solche Beschichtungen entwickelt, der sowohl transparent als auch abriebfest ist: „Fluoropor“, einen fluorierten Polymerschaum mit durchgehender Nano-/Mikrostruktur. Sie stellen ihn in Nature Scientific Reports vor. (DOI: 10.1038/s41598-017-15287-8)

In der Natur ist das Phänomen vor allem bei Lotuspflanzen bekannt: Wassertropfen perlen von der Blattoberfläche einfach ab. Diesen Lotuseffekt ahmen...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

IfBB bei 12th European Bioplastics Conference mit dabei: neue Marktzahlen, neue Forschungsthemen

22.11.2017 | Veranstaltungen

Zahnimplantate: Forschungsergebnisse und ihre Konsequenzen – 31. Kongress der DGI

22.11.2017 | Veranstaltungen

Tagung widmet sich dem Thema Autonomes Fahren

21.11.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Zellen auf Wanderschaft: Falten in der Zellmembran liefern Material für nötige Auswölbungen

23.11.2017 | Biowissenschaften Chemie

Magnetfeld-Sensor Argus „sieht“ Kräfte im Bauteil

23.11.2017 | Physik Astronomie

Max-Planck-Princeton-Partnerschaft in der Fusionsforschung bestätigt

23.11.2017 | Physik Astronomie