Kältehärtung von Pflanzen gegen Schneeschimmel
Microdochium nivale (M. nivale) kann bei Wintergetreide zu einem 50–90%igen Ertragsausfall führen. Vor allem in Regionen mit häufigen Kälteeinbrüchen richtet der Erreger Schaden an, da er, wie der Name sagt, unter der Schneedecke gedeiht. Klimatische Veränderungen tragen weiterhin zur Verschlechterung der Situation bei. Allerdings ist der Pilz nicht an Schnee oder Frost gebunden, sodass auch bei feuchtkaltem Klima die Verluste so hoch sein können, dass Sommergetreide ausgesät werden muss. Das EU-finanzierte Projekt Protect CROP (Cell wall-plasmalemma-cytoskeleton as a sensor in cold-induced plant resistance to fungal infection) untersuchte natürliche Resistenzmechanismen in Triticale, einer Kreuzung aus Weizen und Roggen. Werden die Pflanzen im Keimlingsstadium kalten Temperaturen ausgesetzt, entwickeln sie eine gute Resistenz gegen den Pilz. Bei dem Prozess, auch bekannt als Winterhärtung, treten Zellwand, Zellmembran und Zytoskelett in Wechselwirkung. Ziel des Projekts war die Identifizierung von Art, Ausmaß und Dauer der kälteabhängigen pflanzlichen Resistenz gegen den Erreger. Analysiert wurde die Interaktion von Zellwand, Plasmalemma und Zytoskelett, und wie dies zur Resistenzbildung beiträgt. Man erhoffte sich auf diese Weise Aufschluss über die Signalwege, die im Keimlingsstadium Einfluss darauf haben, ob eine Pflanze resistent wird oder nicht. Untersucht wurden auch die Resistenzmechanismen an sich sowie die Wechselwirkung zwischen Pathogen und Wirt. Die viel versprechenden Projektergebnisse könnten die Resistenzbildung in Wintergetreide verbessern. Eine 90tägige Verzögerung der Kältehärtung steigerte die Resistenz gegen den Pathogenbefall linear (bis zu einem Schwellenwert). Nicht zuletzt spielt aber auch die genetische Ausstattung der Pflanze für deren Resistenzfähigkeit eine maßgebliche Rolle. Interessanterweise ist die Kälteepisode im Gedächtnis der Pflanze gespeichert, wodurch die Resistenz nach der Enthärtung um bis zu vier Wochen anhält. In diesem Zeitraum wird eine kompaktere Zellwand aufgebaut, um passive Resistenz aufzubauen. Der Mechanismus der Kälteresistenz gegen M. nivale kommt Pflanzenzüchtern zugute, die neue Resistenzgene in Wintergetreidearten einzüchten wollen. Die Projektergebnisse sind daher besonders aussichtsreich für all jene, die im Bereich Nahrungsmittelerzeugung tätig sind, u.a. Genforscher und Pflanzenphysiologen. Vor allem bei Landwirten hängt die Lebensgrundlage von der Gesundheit der Pflanzen ab.