Virus gegen Pflanze – Neues vom Wettrüsten im Pflanzenreich

Bei ihren Untersuchungen fanden Wissenschaftler eine neue Funktion eines durch das Gurkenmosaikvirus (cucumber mosaic virus, CMV) produzierten Eiweißes. Das als „2b-Protein“ bezeichnete Eiweiß steigert die Attraktivität infizierter Pflanzen für Blattläuse.

Diese werden deutlich häufiger von den Schädlingen befallen. Bereits bekannt war, dass dieses Protein die Abwehrmechanismen von Pflanzen gegenüber Virusinfektionen hemmt. Die Möglichkeit der Pflanze, die Viren-RNA zu blockieren (RNA-silencing) wird unterdrückt.

Das Virus-Protein hilft also einen effizienten Abwehrmechanismus der Pflanzen zu blockieren und sorgt damit für eine rasche Vermehrung der Viren innerhalb der Zellen.

Das Gurkenmosaikvirus ist ein häufig auftretendes Pflanzenvirus, welches viele Gemüsearten unter anderem Gurken und Tomaten befällt. Überträger der Viren sind Blattläuse. Sie saugen sich an Wirtspflanzen und sorgen für eine schnelle Verbreitung der Krankheitserreger. Symptome des Gurkenmosaikvirus sind mosaikähnliche Verfärbungen und deformierte Blätter. Ertragsausfälle sind die Folge.

Ursprünglich wollten die Forscher einen Impfstoff für Pflanzen entwickeln, um Ernteausfällen vorzubeugen. Dazu infizierten sie Tabakpflanzen mit einer mutierten Variante des Virus. Diese veränderten Viren konnte das 2b-Protein nicht mehr bilden. Ähnlich einer Immunisierung bei Menschen oder Tieren, sollten die Pflanzen so auf die Attacke des echten Virus vorbereitet und ihre Abwehr gestärkt werden.
Dabei entdeckten die Wissenschaftler, dass die Blattläuse (Myzus persicae) an den so infizierten Pflanzen weniger saugten und schneller abstarben, als die Blattläuse auf den Kontrollgruppen. Die infizierten Pflanzen, in denen das 2b-Protein nicht mehr hergestellt werden konnte, waren somit widerstandsfähiger gegen Blattläuse.

Die hohe Blattlausrate sowie die höhere Überlebensdauer auf den mit dem Original-Virus erkrankten Pflanzen deuten darauf hin, dass diese für die Schädlinge attraktiver waren. Dies legt eine Multifunktionalität des Proteins nahe: Zum einen wird durch das 2b-Protein nachweisbar die pflanzeneigene Abwehr gegen das Virus geschwächt, zum anderen kann man einen erhöhten Blattlausbefall konstatieren. Das 2b-Protein macht Pflanzen also für die Überträger von Viren schmackhafter. Wie genau diese zellulären Vorgänge ablaufen, wollen die Forscher in weiteren Versuchen klären.
Quellen:
Ziebell, H., et al. (2011): “Cucumber mosaic virus and its 2b RNA silencing suppressor modify plant-aphid interactions in tobacco”. In: Sci. Rep. doi:10.1038/srep00187