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 Proteinforschung: Der Computer als Mikroskop
16.01.2017 | Ruhr-Universität Bochum

nachricht Nervenkrankheit ALS: Mehr als nur ein Motor-Problem im Gehirn?
16.01.2017 | Leibniz-Institut für Neurobiologie

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: Mit solaren Gebäudehüllen Architektur gestalten

Solarthermie ist in der breiten Öffentlichkeit derzeit durch dunkelblaue, rechteckige Kollektoren auf Hausdächern besetzt. Für ästhetisch hochwertige Architektur werden Technologien benötigt, die dem Architekten mehr Gestaltungsspielraum für Niedrigst- und Plusenergiegebäude geben. Im Projekt »ArKol« entwickeln Forscher des Fraunhofer ISE gemeinsam mit Partnern aktuell zwei Fassadenkollektoren für solare Wärmeerzeugung, die ein hohes Maß an Designflexibilität erlauben: einen Streifenkollektor für opake sowie eine solarthermische Jalousie für transparente Fassadenanteile. Der aktuelle Stand der beiden Entwicklungen wird auf der BAU 2017 vorgestellt.

Im Projekt »ArKol – Entwicklung von architektonisch hoch integrierten Fassadekollektoren mit Heat Pipes« entwickelt das Fraunhofer ISE gemeinsam mit Partnern...

Im Focus: Designing Architecture with Solar Building Envelopes

Among the general public, solar thermal energy is currently associated with dark blue, rectangular collectors on building roofs. Technologies are needed for aesthetically high quality architecture which offer the architect more room for manoeuvre when it comes to low- and plus-energy buildings. With the “ArKol” project, researchers at Fraunhofer ISE together with partners are currently developing two façade collectors for solar thermal energy generation, which permit a high degree of design flexibility: a strip collector for opaque façade sections and a solar thermal blind for transparent sections. The current state of the two developments will be presented at the BAU 2017 trade fair.

As part of the “ArKol – development of architecturally highly integrated façade collectors with heat pipes” project, Fraunhofer ISE together with its partners...

Im Focus: Mit Bindfaden und Schere - die Chromosomenverteilung in der Meiose

Was einmal fest verbunden war sollte nicht getrennt werden? Nicht so in der Meiose, der Zellteilung in der Gameten, Spermien und Eizellen entstehen. Am Anfang der Meiose hält der ringförmige Proteinkomplex Kohäsin die Chromosomenstränge, auf denen die Bauanleitung des Körpers gespeichert ist, zusammen wie ein Bindfaden. Damit am Ende jede Eizelle und jedes Spermium nur einen Chromosomensatz erhält, müssen die Bindfäden aufgeschnitten werden. Forscher vom Max-Planck-Institut für Biochemie zeigen in der Bäckerhefe wie ein auch im Menschen vorkommendes Kinase-Enzym das Aufschneiden der Kohäsinringe kontrolliert und mit dem Austritt aus der Meiose und der Gametenbildung koordiniert.

Warum sehen Kinder eigentlich ihren Eltern ähnlich? Die meisten Zellen unseres Körpers sind diploid, d.h. sie besitzen zwei Kopien von jedem Chromosom – eine...

Im Focus: Der Klang des Ozeans

Umfassende Langzeitstudie zur Geräuschkulisse im Südpolarmeer veröffentlicht

Fast drei Jahre lang haben AWI-Wissenschaftler mit Unterwasser-Mikrofonen in das Südpolarmeer hineingehorcht und einen „Chor“ aus Walen und Robben vernommen....

Im Focus: Wie man eine 80t schwere Betonschale aufbläst

An der TU Wien wurde eine Alternative zu teuren und aufwendigen Schalungen für Kuppelbauten entwickelt, die nun in einem Testbauwerk für die ÖBB-Infrastruktur umgesetzt wird.

Die Schalung für Kuppelbauten aus Beton ist normalerweise aufwändig und teuer. Eine mögliche kostengünstige und ressourcenschonende Alternative bietet die an...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Aquakulturen und Fangquoten – was hilft gegen Überfischung?

16.01.2017 | Veranstaltungen

14. BF21-Jahrestagung „Mobilität & Kfz-Versicherung im Fokus“

12.01.2017 | Veranstaltungen

Leipziger Biogas-Fachgespräch lädt zum "Branchengespräch Biogas2020+" nach Nossen

11.01.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Proteinforschung: Der Computer als Mikroskop

16.01.2017 | Biowissenschaften Chemie

Vermeintlich junger Stern entpuppt sich als galaktischer Greis

16.01.2017 | Physik Astronomie

Erste "Rote Liste" gefährdeter Lebensräume in Europa

16.01.2017 | Ökologie Umwelt- Naturschutz