Wie Pflanzen Mikroben wahrnehmen
Pflanzenwurzeln werden von gutartigen und schlechtartigen Mikroben besiedelt. Zum Beispiel profitieren Pflanzen von symbiotischen Pilzen, die ihnen helfen, Nährstoffe aus dem Boden aufzunehmen, während pathogene Pilze die Pflanzen durch verursachte Krankheit schädigen. Dadurch entsteht eine schwieriges Frage, das Pflanzen es symbiotischen Pilze erlauben müssen, sich auszubreiten und ihre Wurzeln zu kolonisieren und gleichzeitig pathogene Pilze daran hindern müssen, Schaden anzurichten. Wie Pflanzen den Unterschied zwischen nützlichen und pathogenen Pilzen wahrnehmen, war das Thema des EU-geförderten Projekts SYMUNITY (Function of SymRK, a key protein for microbial accommodation in plants roots). Die Forscher konzentrierten sich auf ein Gen namens SymRK, das früh auf den Wurzelkolonisierungsprozess wirkt, um symbiotische Pilze und Bakterien zu erkennen und ihr Wachstum zu ermöglichen. Vor kurzem zeigten die Wissenschaftler, dass das gleiche Gen auch die Antworten von Wurzelpathogenen beeinflusst. Mutierte Pflanzen, die nicht in der Lage sind, das SymRK-Protein zu produzieren, können auch keine symbiotischen Pilze mehr beherbergen. Sie reagierten insbesondere sehr viel stärker auf die pathogene Spezies Phytophthora palmivora. Dies deutet darauf hin, dass SymRK eine Rolle bei der Modulation der Immunantwort der Pflanze gegen Krankheitserreger spielt, während gleichzeitig die Interaktion zwischen symbiotischen Pilzen und Pflanzenwurzeln unterstützt wird. SYMUNITY kombinierte Mikroskopie, Molekularbiologie und Biochemietechniken, um zu verstehen, wie SymRK diesen Prozess steuert. Die Forscher erstellten eine Charge von Pflanzen, die kein SymRK produzieren konnten, und eine andere Charge mit einer Überproduktion von diesem Protein. Anschließend setzten sie alle Pflanzen dem pathogenen P. palmivora aus und schauten sich die Reaktionen der Pflanzen auf mikroskopischer und genetischer Ebene an. Ihre Ergebnisse zeigen, dass SymRK chemische Signale von Immunwegen zusätzlich zur symbiotischen Signalisierung empfängt und beide Signale integriert, um sicherzustellen, dass die Zellen in geeigneter Weise reagieren. Einige dieser Chemikalien werden durch pathogene filamentöse Mikrobensporen freigesetzt, was zu einer Immunantwort führt, die möglicherweise durch SymRK gesteuert ist. Die Nutzung der natürlichen Fähigkeit der Pflanzen, Krankheitserreger abzuwehren, während das Wachstum durch nützliche Mikrobenverbände gefördert wird, könnte dazu führen, dass man auf umweltschädliche chemische Pestizide und Düngemittel weitgehend verzichten könnte.
Schlüsselbegriffe
Pflanzen, Mikroben, pathogen, Pflanzenwurzeln, symbiotische Pilze, pathogene Pilze, SymRK
