Das soziale Netzwerk: Wie Mikroben Pflanzen schützen

Pflanzen haben ein lebendiges soziales Leben, dank der Mikroorganismen wie Hefen, Bakterien, Pilze und Oomyceten, die jeden Teil des Pflanzenkörpers umgeben. Jede dieser individuellen Mikroben interagiert mit den anderen und mit der Pflanze und bildet ein Gemeinschaftsnetzwerk. Man kann davon ausgehen, dass jedes einzelne Blatt weitaus mehr Menschen anzieht als eine Straße in der Stadt an einem Montagmorgen. der Verkehr zwischen den interagierenden Mikroben und der Pflanze noch intensiver ist.

Um die Beziehung ein wenig besser zu definieren: Pflanzen und Mikroben versorgen sich schon seit langer Zeit gegenseitig. Die Mikroben nutzen die von den Pflanzen gebundenen Kohlenhydrate und versorgen sie im Gegenzug mit wichtigen Mineralien aus dem Boden (mehr dazu in "Planter's Punch" von Milena Malisic und Svenja Hermann).

Doch die Interaktion zwischen Pflanzen und Mikroben geht über den Warenaustausch hinaus. Denn Mikroorganismen können besonders nützlich sein, wenn es darum geht, Pflanzen vor anderen krankheitserregenden Mikroben (Pathogenen) und Schadinsekten zu schützen.

Nützliche Mikroben schützen die Pflanze auf verschiedene Weise:

1. Sie konkurrieren mit Krankheitserregern um Platz und Nährstoffe: Von Kindesbeinen an wird uns beigebracht: "Teilen ist fürsorglich", doch wenn ein Krankheitserreger besiegt werden soll, ist Egoismus der beste Weg.
2. Durch die Stärkung der pflanzlichen Immunität (sowohl Pia Saake als auch Daniel Moser haben sehr schön erklärt, wie Mikroben das pflanzliche Immunsystem beeinflussen, um es vor Krankheiten zu schützen; lesen Sie also auch ihre "Planter's Punches").
3. Durch direkten Angriff auf Pathogene durch Absonderung antimikrobieller Proteine

In meinem Dissertationsprojekt haben wir eine Gruppe von Hefen namens MbA charakterisiert, die Infektionen mit Weißrost in der Pflanze Arabidopsis thaliana reduzieren. Eine genauere Untersuchung dieser Interaktion ergab, dass bestimmte Gene in den MbA-Zellen angeschaltet werden, wenn sie mit dem Weißrost-Erreger in Kontakt kommen. Schließlich wurde die Enzymfamilie "Glycoside Hydrolase family 25" als antimikrobielles Protein identifiziert, das von MbA abgesondert wird und die Weißrostkrankheit reduziert und die Pflanzen wieder gesund macht. Daher kann die Analyse mikrobieller Interaktionen natürliche Möglichkeiten zum Schutz vor Pflanzenkrankheiten bieten.

Bislang war das Ausbringen von synthetischen Pestiziden eine der wirksamsten Methoden zur Bekämpfung von Pflanzenkrankheiten. Wenn sie mit geeigneten Geräten und in optimaler Dosierung eingesetzt werden, steigern sie die Produktivität, indem sie eine Vielzahl von Krankheitserregern abwehren. Ein wahlloser Einsatz kann jedoch zu verschiedenen Gesundheits- und Umweltproblemen führen. Angesichts des Anstiegs der globalen Temperaturen und der Weltbevölkerung ist es dringend erforderlich, dass wir andere Maßnahmen für die Lebensmittelsicherheit finden, als uns nur auf das Ausbringen einer Reihe von Chemikalien zu verlassen. Ein funktionelles Verständnis der Mikrobiota, die eine Pflanze umgibt, kann wichtige Erkenntnisse für nachhaltige Pflanzenschutzstrategien und die Lebensmittelsicherheit liefern.

Der Originaltext ist in englischer Sprache und wurde für die deutsche Version übersetzt.