Überwachungssystem an der Wurzel

Pflanzen können mit Hilfe von biomolekularen Mechanismen nützliche von schädlichen Mikroorganismen unterscheiden.

Das haben dänische Forscher in einer internationalen Kooperation entdeckt. Die neuen wissenschaftlichen Erkenntnisse könnten in die Entwicklung einer nachhaltigen Landwirtschaft einfließen, indem statt Pflanzenschutzmitteln nützliche Mikroorganismen auf dem Feld eingesetzt werden.

Die Wurzeln der Pflanzen sind von Bakterien und Pilzen umgeben, die im Boden und auf der Wurzeloberfläche leben. Um in diesem Umfeld überleben zu können, haben Pflanzen ein ausgeklügeltes System entwickelt, mit dem sie „gute“ von „schlechten“ Mikroorganismen unterscheiden können.

Dabei spielen Chitinmoleküle eine wichtige Rolle. Mit einem Überwachungssystem kann die Pflanze verschiedene Formen dieser Substanzen unterscheiden. Den Forschern ist es gelungen, an den Wurzeloberflächen bestimmte Rezeptoreiweiße zu isolieren, die die entsprechenden Chitinmoleküle „erkennen“.

Die Knöllchenbakterien gehören zu den „Guten“. Sie geben ein spezifisch modifiziertes Chitinmolekül ab, das von der Pflanze über bestimmte Eiweiße an der Zelloberfläche erkannt wird und das die Wurzel veranlasst, Wurzelknöllchen zu bilden. Darin siedeln sich die Bakterien an, binden Luftstickstoff und wandeln ihn in lösliche Stickstoffverbindungen um, die für die Pflanze verwertbar sind.

Schädliche Mikroorganismen geben dagegen einfache Chitinmoleküle ab, die ebenfalls von dem Überwachungssystem der Pflanze erkannt werden und die Pflanze veranlassen, Schutzmechanismen auszubilden.

Weitere Informationen:
http://mbg.au.dk/en/news-and-events/news-item/artikel/planter-genkender-sygdomsfremkaldende-og-nyttige-mikroorganismer/