Fermer
_fs_nccr_choix.jpg

Mykorrhizapilze - die versteckten Verbündeten der Pflanzen

pressemitteilung vom 24. Oktober 2007

Mehr als 80% aller Pflanzen verstärken ihr Wachstum dank einer Allianz mit Bodenpilzen, den sogenannten Mykorrhiza. Die Eröffnung des Internationalen Pilz-Zentrums Mycorama am kommenden 27. Oktober bietet Gelegenheit, einige Forschungsansätze vorzustellen, die der Nationale Forschungsschwerpunkt Plant Survival  weiterentwickelt, um diese weit verbreitete Symbiose zu verstehen.

Pflanzen verfügen nur über einen beschränkten Zugang zu den im Boden vorhandenen Nährstoffen, denn sie sind an ihren Standort gebunden. Mykorrhizapilze im Boden sind hingegen nicht in der Lage, via Photosynthese Zucker zu produzieren, sie haben deshalb ohne Hilfe zuwenig Energie zum Überleben. Deshalb haben sich Pflanzen und Mykorrhizapilze vor über 450 Millionen Jahren zu einer Symbiose zusammengeschlossen, die für beide Partner von Vorteil ist.

An der Universität Lausanne interessiert sich das Team von Uta Paszkowski für die Symbiose zwischen Reis und arbuskulären Mykorrhizapilzen. Diese Bezeichnung rührt daher, dass sich die fadenförmigen Zellen der Pilze (Hyphen) unter der Erde mit bäumchenartigen Verästelungen ausdehnen, welche in das Wurzelwerk der Pflanzen eindringen. Die Arbuskeln sind der Ort, an welchem der Austausch zwischen der Pflanze und dem Pilz stattfindet. Im vorliegenden Fall erhält die Pflanze Phosphat und der Pilz Zucker. Die Lebensdauer der Arbuskel ist auf ca. zehn Tage begrenzt, während eine pflanzliche Zelle mehrmals in Folge einen ein Arbuskel aufnehmen kann. Kurz, die Mykorrhiza stellen für die Pflanze eine Möglichkeit dar, den Zugang zu Nährstoffen so erhöhen, als würden sie eine grössere Fläche bewachsen.

Uta Paszkowskis Ziel ist es, die für den Phosphattransport verantwortlichen Proteine in den Mykorrhiza zu identifizieren und in einem zweiten Schritt auch den Stickstofftransport sowie die Gene, welche die Proteine kontrollieren, zu bestimmen. Ein besseres Verständnis dieser Mechanismen würde es ermöglichen, dass sich die Mykorrhizapilze in naher Zukunft als Alternative zu den momentan verwendeten Düngemitteln in der Landwirtschaft etablieren könnten. Denn wie Sylvain Marcel, Post-Doktorand im Lausanner Team, präzisiert, sind die Mykorrhiza eigentlich im Boden allgegenwärtig. «Die Symbiosen können jedoch stark eingeschränkt werden, wenn die Pflanze die für sie notwendigen Nährstoffe durch Düngemittel erhält. Auch können sich die Mykorrhizapilze in den Reisfeldern nicht entwickeln, da das Wasser ihr Wachstum einschränkt. Das bedeutet, dass es die Pflanze mit unseren heutigen, modernen Anbaupraktiken nicht nötig hat, eine Interaktion mit den Pilzen zu entwickeln.»

Ein anderer Teilbereich des NCCR Plant Survival der die Mykorrhiza betrifft, wird in der Gruppe von Didier Reinhardt an der Universität in Freiburg erforscht. Dort ist es den Wissenschaftlern gelungen, den genetischen Beweis zu erbringen, dass die Initiative für eine Symbiose von der Pflanze ausgeht und nicht vom Pilz. Untersuchungen an Wurzeln der Petunie führten zur Entdeckung eines Gens dieser Pflanze, welches die Penetration der Hyphen in das Wurzelwerk begünstigt. Fehlt dieses Gen, so wird die Kolonisierung der Wurzeln durch den Mykorrhizapilz beträchtlich reduziert, was sich auch nachteilig auf die Nährstoffzufuhr der Pflanze auswirkt.

kontakte

Prof. Uta Paszkowski
Université de Lausanne

PD Didier Reinhardt
Université de Fribourg