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Gepanzerte pflanzenzellen gegen krankheitserreger

pressemitteilung vom 21. April 2004

Wenn Pflanzen von bestimmten pathogenen Organismen angegriffen werden, verstärken sie die Wände ihrer Zellen. Mitarbeiter des Nationalen Forschungsschwerpunkts (NFS) Plant Survival zeigen, wie diese natürliche Panzerung durch eine vorhergehende biochemische Behandlung angeregt werden kann, ohne die Umwelt zu schädigen.

Die ß-Amino-Buttersäure (besser bekannt unter dem Namen BABA) gehört zu den klassischen Substanzen, die in der Biochemie benutzt werden. Seit mehreren Jahrzehnten weiss man, dass diese Aminosäure die Abwehr der Planzen gegenüber Bakterien-, Pilz- und Virus-Infektionen stärkt. Aber auf welchen Mechanismen beruht diese Resistenz? Man hat erst angefangen, diese zu entdecken. Jurriaan Ton und Brigitte Mauch-Mani, Phytopathologen an der Universität Neuenburg, leisten mit ihren Studien über die physiologischen Folgen einer BABA-Behandlung von Arabidopsis thaliana, der "Labormaus" der Pflanzenbiologen, einen wichtigen Beitrag zum möglichen Wirkungsmechanismus. Die beiden Wissenschaftler konnten mit ihren anfang April in der Wissenschaftszeitschrift The Plant Journal* veröffentlichten Ergebnissen zeigen, dass diese Aminosäure die Bildung von Pfropfen an den Pflanzenzellwänden anregt.

Diese natürliche und für die Umwelt unschädliche schützende Substanz wirkt nicht durch ein Abtöten des Krankheitserregers, sondern vielmehr, in dem eine physische Barriere das Eindringen des Pathogens ins Innere der Pflanzenzelle verhindert. Diese Panzerung besteht aus Ablagerungen von Kallose, einem Zellulose-ähnlichem Polymer. Die Wirksamkeit dieser Panzerung wurde gegenüber Alternaria brassicicola gezeigt, einem Pilz, der auf Raps, Kohl und verwandten Kulturpflanzen Blattflecken verursacht: Im Vergleich zu unbehandelten Arabidopsis-Pflanzen, wurden die Blattflecken nach einer vorhergehenden BABA-Behandlung um 40% reduziert. Ein Unterschied, welcher nach Meinung der Forscher des NFS Plant Survival auf das Vorhandensein der Kallosepfropfen zurückzuführen ist. Um dies zu beweisen, tauchten sie BABA-behandelte Blätter in eine Lösung, welche die Bildung von Kallose in den Zellen verhindert: die durch den Krankheitserreger ausgelösten Blattflecken fielen umso grösser aus, je höher die Konzentration der "Antikallose" Substanz war.

Die Behandlung mit BABA induziert eine für die Pflanze selektive Resistenz: nur diejenigen Pflanzen, welche mit dem Krankheitserreger, wie hier den Pilzsporen, in Berührung kommen, reagieren mit verändertem Zellenzustand. Die anderen Individuen verändern den Zustand ihrer Zellen nicht. BABA ist somit ein sanftes Pflanzenschutzmittel und ungefährlich für nicht betroffene Arten. Jetzt da der Wirkungsmechanismus besser bekannt ist, sollte die Substanz noch an Kulturpflanzen getestet werden. Dazu laufen am NFS Plant Survival vielversprechende Versuche an Reben.

für weitere information

Dr. Brigitte Mauch-Mani, directrice de recherche
Université de Neuchâtel
Institut de botanique
Tel: +41 32 718 2205
Fax: +41 32 718 2201

Jurriaan Ton
Tel: +41 32 718 2729
jurriaan.ton(at)unine.ch

* The Plant Journal (2004) 38 (1), 119-130.

Redaktor: Igor Chlebny