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Neue Erkenntnisse im Kampf gegen die Kraut- und Knollenfäule

Mi 05 Feb, 2014 10:59



Britische Wissenschaftler konnten unlängst das Geheimnis eines Pathogens lüften, das regelmäßig für beträchtliche Ausfälle in der Kartoffel- und Tomatenernte verantwortlich ist. Mithilfe genauer Erkenntnisse über die Fähigkeit des Pathogens Phytophthora infestans zur Anpassung an andere Pflanzen könnten die Forscher in Zukunft Nutzpflanzen züchten, die gegen die von diesem Parasiten ausgelöste Krankheit der Kraut- und Knollenfäule resistente Eigenschaften aufweisen.

Jedes Pathogen ist ein Spezialist
In einer kürzlich veröffentlichten Studie beschrieben Forscher die Eigenheit von Pathogenen, durch Mutationen der Molekularstruktur die Fähigkeit zu entwickeln, andere Pflanzenspezies anzugreifen. Im wissenschaftlichen Vergleich des Eipilzes Phytophthora infestans mit der ihm verwandten Art Phytophthora mirabilis, die sich vor etwa 1300 Jahren in der Wunderblume Mirabilis jalapa einen neuen Wirt suchte, wurden die biochemischen Unterschiede dieser beiden Parasiten untersucht. Dabei fanden die Wissenschaftler heraus, dass jedes Pathogen eine eigene, individuell gebildete Substanz absondert, die ausschließlich die Verteidigungsmechanismen seiner Wirtspflanze außer Kraft setzt.
Jede Pflanze bildet Enzyme, die ihr ermöglichen, im Falle des Eindringens durch einen Parasiten ihr eigenes Abwehrsystem zu aktivieren. Diese sogenannten Proteasen lösen im Fall eines parasitären Befalls eine Immunreaktion aus, die den Eindringling außer Kraft setzt. Phytophthora infestans sondert ein Sekret mit Effektoren ab, die diese speziellen Proteasen und somit die Immunantwort seines Wirtes deaktivieren. Diese hochspezialisierten Effektoren führen im Falle von Kartoffel- und Tomatenpflanzen zur Entstehung der Kraut- und Knollenfäule. Die Effektoren, die im Sekret von Phytophthora mirabilis enthalten sind, setzen hingegen ausschließlich die Proteasen der Wunderblume außer Kraft.

Resistente Pflanzen mit effektiveren Proteasen
Im Zuge der wissenschaftlichen Analyse dieser molekularen Prozesse, die den speziell abgestimmten Effektoren ermöglichen, unerkannt die Schutzschranken des Wirtes zu passieren, konnten die Forscher neue Pflanzen züchten, deren Proteasen die Fähigkeit besitzen, diese speziellen Effektoren aufzuspüren und sie am Eindringen zu hindern. Mit diesen Erkenntnissen sollen in den nächsten Jahren Kartoffel- und Tomatenpflanzen entstehen, die die Parasiten zerstören können und somit gegen den Ausbruch der Kraut- und Knollenfäule resistent sind.

Quelle: http://www.ox.ac.uk/

Bilder
Mirabilis-jalapa-pflanze-resistenz-Phytopthora.jpg
Bildnachweis: Universität von Oxford, Mirabilis jalapa mit Resistenzen gegen Phytophthora infestans.
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