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Wechselwirkung zwischen Pflanzen und Krankheitskeimen

Pflanzenpathogene beschleunigen häufig die Entwicklung einer Pflanze, verringern damit aber ihre Krankheitsresistenz, weshalb genauere Kenntnisse zum Crosstalk zwischen Pathogen und Pflanze für deren Gesundheit von besonderer Bedeutung sind.
Wechselwirkung zwischen Pflanzen und Krankheitskeimen
Pflanzliches Wachstum und Entwicklung werden durch Phytohormone koordiniert. Allerdings produzieren auch viele Pathogene Wachstumshormone oder induzieren deren Bildung, um die pflanzliche Abwehr außer Gefecht zu setzen.

Auxin ist ein Wachstumsregulator und kann als positiver Regulator von Virulenz fungieren, da er mit Resistenzen gegen Pathogene und der Reaktion auf Tumor-induzierende Pathogene in Zusammenhang gebracht wurde. Allerdings sind die Mechanismen von Auxin bei der Interaktion zwischen Pflanze und Pathogen noch kaum geklärt.

Das EU-finanzierte Projekt STRESS AND DEV (Investigation of the interplay between the developmental responses induced by growth hormones and the response to biotrophic pathogens) untersuchte Mechanismen solcher Pflanzen-Pathogen-Wechselwirkungen genauer. Dabei lag der Schwerpunkt auf der Interaktion der beiden Wachstumshormonen Auxin und Cytokinin mit dem Salicylsäure (SA)-Signalweg, der Hauptabwehr gegen biotrophe pathogene Mikroorganismen.

In In-vitro-Experimenten wurden hierfür Arabidopsis thaliana-Sämlinge mit Plasmodiophora brassicae infiziert, einem Erreger, der die Gallenbildung und die Pflanzenkrankheit Kohlhernie induziert. Wie sich zeigte, verhindert eine Behandlung mit SA die Bildung von Lateralwurzeln durch Auxin. Der Auxinsignalweg wiederum hemmt offenbar die Entwicklung der Gallensymptomatik. Zudem erhöhte eine Hemmung der Auxinregulatoren die Anfälligkeit für P. brassicae, sodass in Auxin ein positiver Regulator der Abwehr von Pflanzenpathogenen vermutet wird.

Insgesamt zeigen die Ergebnisse von STRESS AND DEV, dass das Gleichgewicht zwischen Auxin und SA die Reaktion von Pflanzen auf ihre Umwelt reguliert. Im Hinblick auf den Crosstalk zwischen Pflanze und Pathogen können die neuen mechanistischen Einblicke die Entwicklung produktiverer und pathogenresistenter Kulturpflanzen fördern.

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Schlüsselwörter

Pflanze, Pathogen, Auxin, STRESS AND DEV, Salicylsäure
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