Genom eines "Dünger-Bakteriums" entschlüsselt

Einem Forscherteam der Humboldt-Universität zu Berlin und der Georg-August-Universität Göttingen ist es gelungen, das Erbgut eines Bakteriums vollständig zu entschlüsseln, das als „Biodünger“eine umweltfreundliche Alternative zu chemischen Düngemitteln darstellt.

Mit dem Wissen über das Bacillus amyloliquefaciens können die Wissenschaftler in Zukunft noch bessere biologische Düngemittel entwickeln, berichten sie im Wissenschaftsmagazin Nature Biotechnology.

„Wir wussten über B. amyloliquefaciens, dass es die pflanzliche Wurzelzone besiedelt und das Pflanzenwachstum durch die Bereitstellung zusätzlicher Nährstoffe und anderen Stoffwechselprodukten der Mikrobenzelle fördert“, so Rainer Borriss, der die für das Genomprojekt verantwortliche Arbeitsgruppe an der Berliner Humboldt-Universität leitet, gegenüber pressetext. „Mit dem Wissen können gezielt jene Mechanismen untersucht werden, die der wachstumsfördernden Wirkung dieses Bakteriums zugrunde liegen. Das schafft wiederum die Voraussetzung für neue, verbesserte Biodünger.“

„Die Besonderheit des Genoms liegt in der Anwesenheit von so genannten DNA-Inseln, die in ihrer Zusammensetzung stark von der üblichen Grundausstattung abweichen“, erklärt Gerhard Gottschalk, Leiter des Laboratoriums für Genomanalyse der Universität Göttingen. Während die meisten Bereiche des Genoms sehr stark denen der verwandten Bodenbakterien ähneln, werden durch die Gene in den DNA-Inseln Funktionen gesteuert, die mit der besonderen Lebensart dieses Bakteriums im Bereich der pflanzlichen Wurzelzone verknüpft sind.

Eine Überraschung für die Wissenschaftler stellte die Anwesenheit großer Gen-Gruppen dar, die die Synthese einer Vielzahl von Wirkstoffen ermöglicht, die gegen konkurrierende Mikroorganismen im gleichen Lebensraum wirksam sind. Diese, insbesondere gegen pflanzenpathogene Bakterien und Pilze gerichteten Wirkstoffe tragen zu der positiven Wirkung des Bakteriums auf die Pflanzengesundheit bei und sind ein Ziel weiterer intensiver Forschung. „Hier sind es vor allem die Sequenzen der antagonistischen Wirkung gegen phytopathologische Bakterien und Pilze, die uns interessieren“, meint Borriss.

„In Zusammenarbeit mit Arbeitsgruppen der Technischen Universität Berlin und der Universität Bonn wurde bereits die chemische Natur dieser Verbindungen aufgeklärt, die durch einen nicht konventionellen Synthesemechanismus hergestellt werden“, erklärt Boriss. Damit werde es in Zukunft möglich sein, das Bakterium auch als Biopestizid zur Eindämmung pflanzlicher Schädlinge zu verwenden. „So könnte in Zukunft der Einsatz von Agrochemikalien weiter begrenzt werden“, erklärt Borriss abschließend gegenüber pressetext.