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Bakterien zur Resistenzverbesserung beim Mais

Pressemitteilung vom 6. September 2011

Maispflanzen, deren Wurzeln mit Bakterien in Kontakt gebracht wurden, welche natürlicherweise im Boden vorkommen, zeigen nicht nur eine bessere Resistenz gegenüber einem pathogenen Pilz, gleichzeitig nehmen auch die Anzahl Angriffe bestimmter herbivorer Raupen beträchtlich ab. Diese doppelte Schutzwirkung konnte zum ersten Mal beim Mais nachgewiesen werden. Die Resultate dieser an der Universität Neuenburg unter der Leitung von Brigitte Mauch-Mani durchgeführten Forschungen werden am PR-IR 11-Kongress über die Abwehrstrategien von Pflanzen vorgestellt.
 
Urheber der Anthraknose genannten Krankheit ist ein pathogener Pilz, welcher in Nordamerika vor allem in den 1970er Jahren grosse Schäden an Getreide verursachte. «Colletotrichum graminicola beschränkt sich aber nicht nur auf Kulturpflanzen. Die von diesem Pilz verursachten Schäden greifen auch auf Golfplätze, Parks und Privatgärten über, wo sich der Rasen in der Folge unansehnlich braun verfärbt», erläutert Dirk Balmer, Doktorand am Labor für Zell- und Molekularbiologie und Koautor der Studie. «In Europa ist das Problem glücklicherweise weniger gravierend, denn die hier kultivierten Sorten sind von Natur aus weniger empfindlich gegenüber dieser Krankheit.»
 
Um zu testen, wie die Resistenz von Mais gegenüber diesem Krankheitserreger verbessert werden kann, hat Chantal Planchamp, Hauptautorin der Studie und Doktorandin derselben Arbeitsgruppe, Maispflanzen im Wurzelbereich mit Bodenbakterien der Gattung Pseudomonas in Kontakt gebracht. Diese Mikroorganismen sind dafür bekannt, dass sie Maiskörner und -wurzeln leicht besiedeln, ohne die Pflanze jedoch dadurch zu schädigen. Die Bakterien verhalten sich ein bisschen wie ein Impfstoff, indem sie die Vermehrung des pathogenen Pilzes bremsen. Ausserdem hat sich herausgestellt, dass durch die Anwesenheit dieser Bakterien auch die Angriffe einer herbivoren Schadraupe erheblich reduziert werden.
 
Der Ursprung dieses doppelten Schutzeffekts beim Mais muss noch genauer geklärt werden, insbesondere durch Analysen der von der Pflanze aktivierten Mechanismen wie beispielsweise der Produktion von Hormonen oder spezifischen Metaboliten.
 
Parallel zu den Experimenten von Chantal Planchamp wollte Dirk Balmer herausfinden, wie die Pflanzen auf eine Infektion mit C. graminicola reagieren. Es stellte sich heraus, dass eine Infektion im Wurzelbereich ausgeprägte Resistenzreaktionen auslöst, die bis ins Blattwerk reichen. Beim gleichen Experiment, das in entgegengesetzter Richtung durchgeführt wurde, konnten ebenfalls Reaktionen festgestellt werden, allerdings fielen sie weniger deutlich aus. «Es ist das erste Mal, dass in einer Studie aufgezeigt wird, dass diese Infektion systemische Resistenzwirkungen provoziert. Dies war möglich, da der Pilz nicht nur die Blätter, sondern auch die Wurzeln von Mais befällt», fügt Dirk Balmer hinzu.