Die verborgenen Verbündeten in unserem Garten: Die Wechselwirkungen zwischen Pflanzen und Mikroben verstehen

Stell dir deinen Garten vor. Er ist voll von leuchtenden Blumen, üppigem Grün und hoch aufragenden Bäumen. Doch was du siehst, ist nur die halbe Wahrheit. Unter der Oberfläche, in der Erde und sogar auf den Blättern ist eine ganze Welt mikroskopisch kleiner Organismen im Verborgenen am Werk. Diese Mikroorganismen - winzige Bakterien, Pilze und andere Mikroorganismen - spielen eine entscheidende Rolle im Leben der Pflanzen, denn sie helfen ihnen manchmal beim Wachstum, bei der Abwehr von Krankheiten und bei der Anpassung an veränderte Bedingungen. Meine Forschung taucht in diese faszinierende Welt der Interaktionen zwischen Pflanzen und Mikroorganismen ein und untersucht, wie sich diese unsichtbaren Verbündeten im Laufe ihres Wachstums verändern und die Pflanzen beeinflussen.

Wie der Mensch durchlaufen auch Pflanzen verschiedene Lebensstadien. Ein junger Setzling hat andere Bedürfnisse und Abwehrkräfte als eine reife oder eine blühende Pflanze. Je älter die Pflanzen werden, desto mehr ändert sich ihr Nährstoffbedarf. Junge Blätter zum Beispiel, die aktiv Photosynthese betreiben (Sonnenlicht in Nahrung umwandeln), benötigen mehr Nährstoffe und eine stärkere Abwehrkraft. Dieser Aspekt kann die Arten von Mikroben beeinflussen, die in diesem Stadium am nützlichsten sind und den Pflanzen helfen, Nährstoffe effizienter zu absorbieren oder potenzielle Bedrohungen abzuwehren.

In meiner Forschung konzentriere ich mich darauf zu verstehen, wie sich diese Verschiebungen im Lebensstadium einer Pflanze auf die mikrobiellen Gemeinschaften auswirken, die sie beherbergen. Ich untersuche verschiedene Pflanzenarten, darunter sowohl kurz- und langlebige einjährige Pflanzen wie Arabidopsis thaliana und Arabis montbretiana als auch mehrjährige Pflanzen wie Arabidopsis lyrata und Arabis alpina. Ich untersuche, ob diese Pflanzen im Laufe ihres Lebens unterschiedlich mit Mikroben interagieren. In der Anfangsphase kann eine Pflanze beispielsweise schnell eine stabile mikrobielle Gemeinschaft aufbauen, die sie vor schädlichen Krankheitserregern schützt. Wenn die Pflanze jedoch heranwächst, könnten ihre sich ändernden Ernährungs- und Immunbedürfnisse zu Verschiebungen in dieser Gemeinschaft führen, was möglicherweise unterschiedliche mikrobielle Partnerschaften zur Folge hat, die das Überleben und die Fortpflanzung der Pflanze beeinflussen.

Um diese Wechselwirkungen zu erforschen, untersuche ich verschiedene Teile der Pflanze (Wurzeln und Blätter) und den zugehörigen Boden - über verschiedene Lebensphasen der Pflanze hinweg. Ich verwende fortschrittliche Techniken wie Next-Generation Sequencing (NGS), um die verschiedenen vorhandenen Mikroben zu identifizieren und zu verfolgen. Durch den Vergleich dieser mikrobiellen Gemeinschaften im Laufe der Zeit können wir beginnen zu verstehen, wie sie sich verändern und wie sie der Pflanze helfen - oder sie manchmal auch beeinträchtigen - könnten.

Warum ist das wichtig? Nun, in der Landwirtschaft und im Gartenbau kann das Verständnis dieser Beziehungen zu besseren Verfahrensweisen führen, die die Pflanzengesundheit und den Ertrag verbessern. Wenn wir beispielsweise wissen, dass bestimmte Mikroben den Pflanzen helfen, Krankheiten zu widerstehen oder die Nährstoffaufnahme in bestimmten Lebensstadien zu verbessern, könnten wir diese nützlichen Mikroben durch gezielte Bodenbehandlungen oder durch Anpassung der Pflanzzeiten fördern. Auf diese Weise könnte der Bedarf an chemischen Düngemitteln und Pestiziden verringert werden, was zu nachhaltigeren Landwirtschafts- und Gartenbauverfahren führen würde.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die Pflanzen zwar die Stars in eurem Garten sein mögen, die Mikroben aber die verborgenen Helden sind. Sie sind nicht nur passive Bewohner, sondern aktive Akteure, die die Gesundheit und den Erfolg der Pflanzen, mit denen sie leben, beeinflussen können. Meine Forschung soll dazu beitragen, die Geheimnisse dieser Partnerschaften zwischen Pflanzen und Mikroben zu lüften, damit wir ihr Potenzial für gesündere Pflanzen und letztlich für einen gesünderen Planeten nutzen können.

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