Wie Pilze die Wälder retten können
Im Zeitalter der Klimakrise ist es wichtiger denn je, Wälder und Bäume gesund zu erhalten, damit sie uns auch weiterhin alle wichtigen ökologischen Dienste erbringen können: erneuerbare Biomasse, Kohlenstoffbindung und Förderung der biologischen Vielfalt, um nur einige zu nennen. Leider sind Bäume genau wie Menschen von Krankheiten bedroht, deren Ursache Pilze, Bakterien und Viren sind. Eine der größten Sorgen um die europäischen Wälder und Baumschulen bereitet das anhaltende Auftreten bodenbürtiger Krankheitserreger der Gattung Phytophthora. Diese Krankheitserreger schädigen die Baumwurzeln, wobei sie deren Fähigkeit zur Aufnahme von Nährstoffen und Wasser schwächen. Mit Unterstützung der Marie-Skłodowska-Curie-Maßnahmen galt es im Rahmen des Projekts RESISTREE herauszufinden, ob es in Bäumen oder im Boden lebende „gute“ Pilze gibt, welche die Bäume vor diesen Krankheitserregern schützen könnten. Das Ziel der Forschenden waren neue Erkenntnisse als Beitrag zur Entwicklung naturbasierter Lösungen für die Gesundheitsprobleme der Wälder.
Kampf zwischen Pilzen und Krankheitserregern
Das RESISTREE-Team erkundete anhand von Feld- und Gewächshausstudien, wie im Inneren der Bäume lebende Pilzgemeinschaften, sogenannte Endophyten, zwischen gesunden und infizierten Buchen und Eichen unterscheiden. Laboruntersuchungen haben gezeigt, dass einige dieser Pilze durch verschiedene Mechanismen das Wachstum pathogener Phytophthora-Arten hemmen und die Entwicklung des Gewebetods bei infizierten Bäumen beeinflussen. Das wissenschaftliche Team erforschte unter Einsatz eines spektralen Phänotypisierungsansatzes, wie die Wurzelinfektion durch Phytophthora das Wachstum und die Morphologie von Jungpflanzen beeinflusst, bevor sichtbare Symptome auftreten. Zudem kam ein Phänotyp-Mikroarray-Ansatz zur Anwendung, mit dem untersucht werden konnte, wie verschiedene Mikroben eine breite Auswahl an Kohlenstoff- und Stickstoffquellen nutzen. „Wir fanden heraus, dass die Präsenz des Krankheitserregers die Zusammensetzung der gesamten mikrobiellen Gemeinschaft beeinflusst“, erklärt Marie-Skłodowska-Curie-Stipendiatin Carmen Romeralo. Den Ergebnissen zufolge hemmten außerdem alle getesteten endophytischen Pilze das Wachstum von mindestens einer der drei untersuchten Phytophthora-Arten. Eines der überraschendsten Ergebnisse war die Entdeckung, dass sich Pathogene und Endophyten in ihrer Vorliebe für Kohlenstoff- und Stickstoffquellen auf verschiedene Weise unterscheiden. „Zudem war interessant, dass die Anwesenheit des Erregers die Zusammensetzung der Pilzgemeinschaft in der Umgebung der Läsionen und im Verlauf der Infektion veränderte“, berichtet Romeralo.
Erforschung nachhaltiger naturbasierter Lösungen im Gange
Die neuen Informationen aus dem Projekt sind für die Forstwirtschaft, den Naturschutz und die Baumzüchtung von besonderem Interesse. „RESISTREE vertieft das gegenwärtige Verständnis, wie Pilze die Baumgesundheit unterstützen können. Diese Informationen könnten für Innovationswillige, die neue, naturbasierte Lösungen für Waldzustandsprobleme erarbeiten, von Nutzen sein“, erklärt die Projektkoordinatorin Johanna Witzell. Und die Forschung geht weiter. Romeralo wird ihre Arbeit zu Bäumen und ihren Krankheitserregern sowie weiteren Pilzen als unbefristet festangestellte Wissenschaftlerin im Zentrum für forstwirtschaftliche Forschung (CIFOR-INIA) des spanischen Forschungsrats in Madrid fortsetzen. „Ich denke, dass RESISTREE eine wirklich wichtige Leistung war, die mir geholfen hat, diese Stelle zu bekommen“, erläutert Romeralo. „Wir beide haben neue Stellen angetreten und werden weiterhin bei der Erforschung von Baummikrobiomen zusammenarbeiten“, fügt Witzell hinzu. „Das Projekt hat nachgewiesen, dass die Mikroben zwar die Ursache vieler gesundheitlicher Probleme des Waldes sind, aber gleichermaßen Teil der Lösung sein können.“
Schlüsselbegriffe
RESISTREE, Bäume, Pilze, Krankheitserreger, Wälder, Phytophthora, Endophyten, Waldgesundheit, Waldzustand
