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Wie Pflanzen schädliche Pilze, Bakterien und Viren abwehren

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Dass es auch bei Pflanzen effektive Abwehrmechanismen gegen krankheitserregende Pilze, Bakterien und Viren gibt, ist schon lange beobachtet worden. Doch die Frage, wie diese Mechanismen genau funktionieren, kann noch nicht vollständig beantwortet werden, obwohl es bereits sehr interessante Untersuchungen gibt. Jetzt entdeckten Forscher einen weiteren Signalweg innerhalb des pflanzlichen Organismus, mit dem die Abwehrreaktionen der infizierten Zellen ausgelöst werden, sobald durch eine Zellmembran an der Pflanzenoberfläche krankmachende Mikroorganismen eindringen. Offensichtlich verfügen auch Pflanzen über eine Art Immunitätssystem, mit dem sie sich gegen die Eindringlinge zur Wehr setzen und eine Resistenz gegen weiteren Krankheitsbefall entwickeln können.

Pflanzen können Krankheitserreger erkennen
Pflanzen verfügen genau wie tierische Organismen über Wächter, die fremde Moleküle identifizieren können. Diese Rezeptoren sitzen auf der äußeren Seite der Zellen und sind in der Lage, fremde Zellen zu "erkennen". Sobald ein potenzieller Angreifer identifiziert wurde, setzen an der betroffenen Stelle lokale Abwehrreaktionen ein. Zusätzlich werden Botenstoffe ausgesendet, um die Resistenz der gesamten Pflanze zu gewährleisten. Seit einiger Zeit ist bereits bekannt, dass verschiedene Pflanzenhormone wie das Ethylen, die Jarbonsäure und die Salizylsäure eine wichtige Rolle bei der Steuerung dieser sensiblen Prozesse spielen. Jetzt wurde ein weiterer, wichtiger Helfer bei der Abwehr von Pathogenen entdeckt.

Kurze Fragmente von Eiweißverbindungen verraten den verdächtigen Eindringling
Es wurde herausgefunden, dass einer der Signalwege, die für die systemische Resistenz sorgen, durch kurze Fragmente von Eiweißstoffen in Gang gesetzt wird. Vermutlich bilden sich diese Fragmente, wenn der Krankheitserreger die Membran der Pflanze verletzt. Sie verbinden sich mit den sogenannten Pep-Rezeptoren an der Zelloberfläche. Die Forscher konnten nachweisen, dass die Anbindung eines Fragments an einen Pep-Rezeptor dafür sorgt, dass die Gene im Zellkern anders als zuvor abgelesen werden. Das heißt, die infizierte Zelle verändert ihr genetisches Programm. Diese genetische Veränderung ist die Voraussetzung für die Ausbildung einer Resistenz.

Pep-Rezeptoren als wichtige Helfer bei der Abwehr von Krankheitserregern
Aus früheren Untersuchungen ist bekannt, dass auch die anderen Signalwege (Ethylen, Salicyl- und Jarbonsäure) mit den genetischen Veränderungen eng zusammenhängen. Wurden diese Signalwege im Experiment unterdrückt, entwickelte sich dennoch eine systemische Resistenz. Die Pep-Rezeptoren-Signalwege funktionieren also auch ohne das Zusammenspiel mit den anderen Signalwegen. Weiterhin wurde herausgefunden, dass der Prozess zunächst nur in der infizierten Zelle in Gang gesetzt wird. Vermutlich werden von dort aus Botenstoffe ausgesendet. Diese gelangen über das Röhrensystem, durch das auch Wasser und Stoffwechselprodukte transportiert werden, zu den anderen Pflanzenteilen und initiieren dort die erforderliche Abwehr. Über die Beschaffenheit dieser Boten ist noch nichts bekannt.
Bilder über Wie Pflanzen schädliche Pilze, Bakterien und Viren abwehren von Mi 22 Jan, 2014 7:31 Uhr
Pflanzen-Abwehr-Pilze-Bakterien.jpg

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