Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Blattlausspeichel sabotiert pflanzliche Abwehr

08.06.2007
Publikation von Gießener Biologen in Proceedings of the National Academy of Sciences of the USA

Blattläuse sind kleine Insekten, die jedoch auf Grund ihrer großen Zahl jährlich beträchtliche Schäden in Gartenbau und Landwirtschaft verursachen. Zwar gibt es eine Vielzahl unterschiedlichster Bekämpfungsmittel, aber die Wirkung wird häufig durch sich bildende Resistenzen der Blattläuse eingeschränkt.

Um neue Ansätze für die Bekämpfung dieser Schädlinge zu finden, müssen tiefere Einblicke in die Interaktion zwischen Blattläusen und ihren Wirtspflanzen gewonnen werden. Torsten Will und Prof. Dr. Aart J.E. van Bel, der AG Zellbiologie der Pflanze am Institut für Allgemeine Botanik der Justus-Liebig-Universität Gießen, konnten in Zusammenarbeit mit Alexandra Thönnessen (Universität Gießen) und Dr. W. Fred Tjallingii von der Universität Wageningen (Niederlande) zeigen, dass Blattläuse einen Speichel produzieren, der die übliche Reaktion der Pflanze gegen Verwundung außer Kraft setzt. Nachgewiesen werden konnte dies durch eine außerge-wöhnliche Kombination von Methoden. Diese Beobachtung könnte die Entwicklung zukünftiger Bekämpfungsstrategien gegen Blattläuse beeinflussen, so dass sie in der hochrangigen, multidisziplinären Zeitschrift PNAS (Proceedings of the National Academy of Sciences of the USA) publiziert wurde.

Mit ihren rüsselartigen stechend-saugenden Mundwerkzeugen beziehen Blattläuse ihre Nahrung aus den tief im Blatt liegenden Siebröhren der Pflanze. Siebröhren transportieren die Nährstoffe der Pflanze aus den Photosynthese betreibenden Blättern in die anderen Pflanzenteile. Weiterhin werden über die Siebröhren Langstreckensignale geleitet, z.B. als Antwort auf äußere Reize. Die große Bedeutung der Siebröhren für die Pflanze zeigt sich nicht zuletzt in ihrer besonderen Ausstattung mit Schutzmechanismen. Durch diese können verletzte Siebröhren verschlossen werden, was einen Verlust der kostbaren Nährstoffe sowie ein Eindringen von Krankheitserregern verhindert. Dieser Verschluss würde zum Versiegen der Nahrungsquelle für Blattläuse beim Anstechen führen, wenn die Blattläuse nicht einen Trick auf Lager hätten. Worauf basiert also die Fähigkeit der Blattläuse, die oben genannten Verschlussmechanismen außer Kraft zu setzen?

Zu Beginn eines jeden Siebröhrenanstiches wird eine große Menge an Speichel in die Siebröhren abgegeben. Dieser Speichel spielt eine zentrale Rolle beim Unterbinden der wundinduzierten Reaktion. Verhaltensversuche mit Blattläusen sowie eine Reihe von biochemischen Untersuchungen am isolierten Speichel zeigten, dass der Speichel spezielle Proteine enthält, die in der Lage sind Calcium zu binden. Calcium wird normalerweise bei Verwundung der Pflanze in die Siebröhren freigesetzt und ist notwendig für die Aktivierung der Verschlussmechanismen. Zusätzlich konnte die Speichelfunktion eindrucksvoll auf mikroskopischer Ebene an so genannten Forisomen, großen Proteinkörpern, die in Schmetterlingsblütlern (Fabaceen) einen Teil der Siebröhrenverschlussmechanismen bilden, demonstriert werden. Forisome expandieren in Anwesenheit von Calcium, wobei sie - vergleichbar mit einem aufgeblasenen Ballon - die betreffende Siebröhre verschließen. In künstlicher Umgebung wurde die calciumabhängige Expansion der Forisome durch Blattlausspeichel verhindert.

Die Gesamtheit der Ergebnisse zeigt deutlich, dass Blattläuse mit Hilfe ihres Speichels in der Lage sind, den Siebelementverschluss als Teil der pflanzlichen Abwehr zu sabotieren, um somit ihre Nahrungsversorgung zu gewährleisten.

Torsten Will, W. Fred Tjallingii, Alexandra Thönnessen and Aart J.E. van Bel. Molecular sabotage of plant defense by aphid saliva, Proceedings of the National Academy of Sciences of the USA, in press (2007).

Abbildung:
Eine ausgewachsene Blattlaus der Art Megoura viciae in einem Versuchsaufbau zur Beobachtung des Blattlausverhaltens mittels "Electrical penetration graph"-Technik. Die Blattlaus ist auf der Blattunterseite einer Saubohne platziert. Auf ihrem Rücken befindet sich ein dünner Golddraht, der mit einem winzigen Tropfen Silberkleber befestigt ist. Die Pflanze wird über eine Bodenelektrode im Topf verkabelt. Indem man Pflanze und Blattlaus in einen Stromkreis (Gleichstrom) einbindet, kann das Blattlausverhalten über Änderungen des elektrischen Widerstandes im Stromkreis beobachtet werden. (Mit freundlicher Genehmigung von Torsten Will)

Kontakt:

Torsten Will
AG Zellbiologie der Pflanze
Institut für Allgemeine Botanik
Senckenbergstraße 17-23, 35390 Gießen
Telefon: 0641 99-35130
E-Mail: Torsten.Will@bot1.bio.uni-giessen.de

Christel Lauterbach | idw
Weitere Informationen:
http://www.uni-giessen.de/

Weitere Berichte zu: Blattlaus Blattlausspeichel Calcium Pflanze Siebröhren Speichel

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Bedeutung des „Ozeanwetters“ für Ökosysteme
21.08.2018 | GEOMAR Helmholtz-Zentrum für Ozeanforschung Kiel

nachricht In Form gebracht
21.08.2018 | Gesellschaft Deutscher Chemiker e.V.

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: Die Mischung macht‘s: Jülicher Forscher entwickeln schnellladefähige Festkörperbatterie

Mit Festkörperbatterien sind aktuell große Hoffnungen verbunden. Sie enthalten keine flüssigen Teile, die auslaufen oder in Brand geraten könnten. Aus diesem Grund sind sie unempfindlich gegenüber Hitze und gelten als noch deutlich sicherer, zuverlässiger und langlebiger als herkömmliche Lithium-Ionen-Batterien. Jülicher Wissenschaftler haben nun ein neues Konzept vorgestellt, das zehnmal größere Ströme beim Laden und Entladen erlaubt als in der Fachliteratur bislang beschrieben. Die Verbesserung erzielten sie durch eine „clevere“ Materialwahl. Alle Komponenten wurden aus Phosphatverbindungen gefertigt, die chemisch und mechanisch sehr gut zusammenpassen.

Die geringe Stromstärke gilt als einer der Knackpunkte bei der Entwicklung von Festkörperbatterien. Sie führt dazu, dass die Batterien relativ viel Zeit zum...

Im Focus: It’s All in the Mix: Jülich Researchers are Developing Fast-Charging Solid-State Batteries

There are currently great hopes for solid-state batteries. They contain no liquid parts that could leak or catch fire. For this reason, they do not require cooling and are considered to be much safer, more reliable, and longer lasting than traditional lithium-ion batteries. Jülich scientists have now introduced a new concept that allows currents up to ten times greater during charging and discharging than previously described in the literature. The improvement was achieved by a “clever” choice of materials with a focus on consistently good compatibility. All components were made from phosphate compounds, which are well matched both chemically and mechanically.

The low current is considered one of the biggest hurdles in the development of solid-state batteries. It is the reason why the batteries take a relatively long...

Im Focus: Farbeffekte durch transparente Nanostrukturen aus dem 3D-Drucker

Neues Design-Tool erstellt automatisch 3D-Druckvorlagen für Nanostrukturen zur Erzeugung benutzerdefinierter Farben | Wissenschaftler präsentieren ihre Ergebnisse diese Woche auf der angesehenen SIGGRAPH-Konferenz

Die meisten Objekte im Alltag sind mit Hilfe von Pigmenten gefärbt, doch dies hat einige Nachteile: Die Farben können verblassen, künstliche Pigmente sind oft...

Im Focus: Color effects from transparent 3D-printed nanostructures

New design tool automatically creates nanostructure 3D-print templates for user-given colors
Scientists present work at prestigious SIGGRAPH conference

Most of the objects we see are colored by pigments, but using pigments has disadvantages: such colors can fade, industrial pigments are often toxic, and...

Im Focus: Eisen und Titan in der Atmosphäre eines Exoplaneten entdeckt

Forschende der Universitäten Bern und Genf haben erstmals in der Atmosphäre eines Exoplaneten Eisen und Titan nachgewiesen. Die Existenz dieser Elemente in Gasform wurde von einem Team um den Berner Astronomen Kevin Heng theoretisch vorausgesagt und konnte nun von Genfern Astronominnen und Astronomen bestätigt werden.

Planeten in anderen Sonnensystemen, sogenannte Exoplaneten, können sehr nah um ihren Stern kreisen. Wenn dieser Stern viel heisser ist als unsere Sonne, dann...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Dialog an Deck, Science Slam und Pong-Battle

21.08.2018 | Veranstaltungen

LaserForum 2018 thematisiert die 3D-Fertigung von Komponenten

17.08.2018 | Veranstaltungen

Aktuelles aus der Magnetischen Resonanzspektroskopie

16.08.2018 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Zukünftige Informationstechnologien: Wärmetransport auf der Nanoskala unter die Lupe genommen

21.08.2018 | Physik Astronomie

Bedeutung des „Ozeanwetters“ für Ökosysteme

21.08.2018 | Biowissenschaften Chemie

Auf dem Weg zur personalisierten Medizin

21.08.2018 | Biowissenschaften Chemie

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics