Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Wie Pflanzen sich vor Pilzen abschotten

08.10.2019

Mit speziellen Rezeptoren erkennen Pflanzen, wenn ein Pilz in sie eindringen will. Diese neue Erkenntnis könnte dabei mithelfen, resistente Nutzpflanzen zu züchten und Pflanzenschutzmittel einzusparen.

Pflanzen werden ständig von Pilzen und anderen Mikroorganismen bedrängt. Die Luft ist voller Pilzsporen, die sich gerade bei feuchtwarmem Wetter gern auf Pflanzenblättern festheften und auskeimen.


Manche Pilze bleiben auf der Oberfläche der Blätter. Andere, wie der Falsche Mehltau, dringen in die Pflanzen ein, durchwuchern sie und zapfen wichtige Nährstoffe ab. So können sie in Gartenbau und Landwirtschaft große Schäden anrichten.

Die Eintrittspforten für manche dieser gefährlichen Pilze sind kleine Poren, die Stomata, die sich in großer Zahl in den Pflanzenblättern befinden. Mit Hilfe spezieller Schließzellen können Pflanzen die Öffnungsweite der Poren verändern und diese auch ganz zumachen. Auf diese Weise regulieren sie den lebensnotwendigen Austausch von Wasser und Kohlendioxid mit der Umgebung.

Chitin-Kleid verrät die Pilze

Die Schließzellen können aber noch mehr: Sie erkennen angreifende Pilze mit speziellen Rezeptoren. Das hat ein internationales Forschungsteam um den Pflanzenwissenschaftler Professor Rainer Hedrich von der Julius-Maximilians-Universität (JMU) Würzburg herausgefunden.

„Die Pilze verraten sich durch ihr Chitin-Kleid, wenn sie über offene Stomata in die Pflanze eindringen wollen“, sagt Hedrich. Chitin ist ein Kohlenhydrat. Es spielt in der Zellwand von Pilzen eine ähnliche Rolle wie die Cellulose bei Pflanzen.

Molekulare Details enthüllt

Wie die Pflanze den Pilz erkennt und über welche molekulare Signalkette das Chitin zum Verschließen der Stomata führt, ist detailliert in der Zeitschrift eLife beschrieben.

Federführend bei der Publikation war, neben Hedrich, die Münchener Professorin Silke Robatzek von der Ludwig-Maximilians-Universität. Die Molekularbiologin ist auf die Abwehr von Krankheitserregern bei Pflanzen spezialisiert, der Biophysiker Hedrich ist Experte für die Regulation der Schließzellen und Stomata.

Vereinfacht gesagt, bewirkt Chitin folgende Abläufe: Werden die Chitin-Rezeptoren gereizt, leiten sie das Gefahrsignal weiter und aktivieren dadurch in den Schließzellen zuerst den Ionenkanal SLAH3. In der Folge öffnen sich weitere Kanäle und lassen Ionen aus den Schließzellen strömen. Dadurch fällt der Innendruck der Zellen ab und die Stomata schließen sich – die Tür ist zu, der Pilz bleibt außen vor.

Ergebnisse für die Züchtung nutzbar machen

Das hat das Forschungsteam an der Modellpflanze Arabidopsis thaliana (Ackerschmalwand) nachgewiesen. Als nächstes geht es den Forschern darum, ihre Erkenntnisse vom Modell auf Nutzpflanzen zu übertragen. „Ziel ist es, der Pflanzenzüchtung Werkzeuge in die Hand zu geben, um pilzresistente Sorten zu züchten. Gelingt das, könnten in Landwirtschaft und Gartenbau große Mengen Fungizide eingespart werden“, so Rainer Hedrich.

Wissenschaftliche Ansprechpartner:

Prof. Dr. Rainer Hedrich, Lehrstuhl für Botanik I (Pflanzenphysiologie und Biophysik), Universität Würzburg, T +49 931 31-86100, hedrich@botanik.uni-wuerzburg.de

Originalpublikation:

Anion channel SLAH3 is a regulatory target of chitin receptor-associated kinase PBL27 in microbial stomatal closure. eLife, 16. September 2019, DOI 10.7554/eLife.44474

Weitere Informationen:

https://elifesciences.org/articles/44474 Publikation in eLife

Robert Emmerich | idw - Informationsdienst Wissenschaft
Weitere Informationen:
https://www.uni-wuerzburg.de/aktuelles/pressemitteilungen/single/news/wie-pflanzen-sich-vor-pilzen-abschotten/

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Elektronenbeugung zeigt winzige Kristalle in neuem Licht
24.02.2020 | Max-Planck-Institut für Struktur und Dynamik der Materie

nachricht Nanopartikel gezielt zum Tumor lenken: HZDR-Forscher spüren Krebszellen mit maßgeschneiderten Materialien auf
24.02.2020 | Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf

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 Loopings der Bakterien: Forschungsteam mit Beteiligung der Universität Göttingen analysiert Fortbewegung

Das magnetotaktische Bakterium Magnetococcus marinus schwimmt mit Hilfe von zwei Bündeln von Geißeln. Außerdem besitzen die Bakterienzellen eine Art intrazelluläre Kompassnadel und können daher mit einem Magnetfeld gesteuert werden. Sie werden deshalb als biologisches Modell für Mikroroboter benutzt. Ein internationales Team der Universität Göttingen, des Max-Planck-Instituts für Kolloid- und Grenzflächenforschung in Potsdam und der CEA Cadarache (Frankreich) hat nun aufgeklärt, wie sich diese Bakterien bewegen und deren Schwimmgeschwindigkeit bestimmt. Die Ergebnisse sind in der Fachzeitschrift eLife erschienen.

Die Forscherinnen und Forscher nutzten eine Kombination von neuen experimentellen Methoden und Computersimulationen: Sie verfolgten die Bewegung der...

Im Focus: Ultraschnelles Schalten eines optischen Bits: Gewinn für die Informationsverarbeitung

Wissenschaftler der Universität Paderborn und der TU Dortmund veröffentlichen Ergebnisse in Nature Communications

Computer speichern Informationen in Form eines Binärcodes, einer Reihe aus Einsen und Nullen – sogenannten Bits. In der Praxis werden dafür komplexe...

Im Focus: Fraunhofer IOSB-AST und DRK Wasserrettungsdienst entwickeln den weltweit ersten Wasserrettungsroboter

Künstliche Intelligenz und autonome Mobilität sollen dem Strukturwandel in Thüringen und Sachsen-Anhalt neue Impulse verleihen. Mit diesem Ziel fördert das Bundeswirtschaftsministerium ab sofort ein innovatives Projekt in Halle (Saale) und Ilmenau.

Der Wasserrettungsdienst Halle (Saale) und das Fraunhofer Institut für Optronik,
Systemtechnik und Bildauswertung, Institutsteil Angewandte Systemtechnik...

Im Focus: A step towards controlling spin-dependent petahertz electronics by material defects

The operational speed of semiconductors in various electronic and optoelectronic devices is limited to several gigahertz (a billion oscillations per second). This constrains the upper limit of the operational speed of computing. Now researchers from the Max Planck Institute for the Structure and Dynamics of Matter in Hamburg, Germany, and the Indian Institute of Technology in Bombay have explained how these processes can be sped up through the use of light waves and defected solid materials.

Light waves perform several hundred trillion oscillations per second. Hence, it is natural to envision employing light oscillations to drive the electronic...

Im Focus: Haben ein Auge für Farben: druckbare Lichtsensoren

Kameras, Lichtschranken und Bewegungsmelder verbindet eines: Sie arbeiten mit Lichtsensoren, die schon jetzt bei vielen Anwendungen nicht mehr wegzudenken sind. Zukünftig könnten diese Sensoren auch bei der Telekommunikation eine wichtige Rolle spielen, indem sie die Datenübertragung mittels Licht ermöglichen. Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) am InnovationLab in Heidelberg ist hier ein entscheidender Entwicklungsschritt gelungen: druckbare Lichtsensoren, die Farben sehen können. Die Ergebnisse veröffentlichten sie jetzt in der Zeitschrift Advanced Materials (DOI: 10.1002/adma.201908258).

Neue Technologien werden die Nachfrage nach optischen Sensoren für eine Vielzahl von Anwendungen erhöhen, darunter auch die Kommunikation mithilfe von...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Leopoldina-Symposium: „Mission – Innovation“ 2020

21.02.2020 | Veranstaltungen

Gemeinsam auf kleinem Raum - Mikrowohnen

19.02.2020 | Veranstaltungen

Chemnitzer Linux-Tage am 14. und 15. März 2020: „Mach es einfach!“

12.02.2020 | Veranstaltungen

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

Schiffsexpedition bringt Licht ins Innere der Erde

24.02.2020 | Geowissenschaften

Elektronenbeugung zeigt winzige Kristalle in neuem Licht

24.02.2020 | Biowissenschaften Chemie

Antikörper als Therapiealternative bei Tumoren am Hör- und Gleichgewichtsnerv?

24.02.2020 | Medizin Gesundheit

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