Pflanzenschutz

Forschung: Wie sich Pflanzen vor Pilzen schützen

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Wie Pflanzen sich vor schädlichen Angriffen von Pilzen selbst abschotten, das haben Wissenschaftler der Universität Würzburg jetzt herausgefunden. Durch spezielle Rezeptoren können Pflanzen Angreifer erkennen und sich dagegen wehren. Diese Erkenntnis kann dabei helfen, resistente Nutzpflanzen zu züchten.

Bei der Versuchspflanze Ackerschmalwand fanden Forscher bestimmte Rezeptoren, die der Pflanze helfen, sich vor Pilzen zu schützen. Foto: lenswideopen / Fotolia

Pflanzen sind ständiger Gefahr ausgesetzt

Wie die Julius-Maximilians-Universität (JMU) Würzburg in einer Mitteilung erklärt, seien Pflanzen ständig der Gefahr von Pilzen und anderen Mikroorganismen ausgesetzt. Die Luft sei voller Pilzsporen, die sich besonders bei feuchtwarmem Wetter gern auf Pflanzenblättern festheften und auskeimen. Manche Pilze bleiben auf der Oberfläche der Blätter, andere dringen in die Pflanzen ein. Einer dieser eindringenden Pilze ist der Falsche Mehltau. Diese Pilze durchwuchern die Pflanzen und zapfen wichtige Nährstoffe ab. Dadurch können in Gartenbau und Landwirtschaft erhebliche Schäden entstehen.

Eindringen über Stomata

Die Eintrittsstellen der Pilze seien kleine Poren an den Pflanzenblättern, die sogenannten Stomata, die sich in großer Zahl in den Blättern befinden. Durch spezielle Schließzellen können Pflanzen die Öffnungsweite der Stomata verändern und diese auch ganz schließen. Auf diese Weise regulieren sie den lebensnotwendigen Austausch von Wasser und Kohlendioxid mit ihrer Umgebung. Zudem erkennen diese Schließzellen angreifende Pilze durch spezielle Rezeptoren, wie ein Forschungsteam der JMU unter Leitung von Professor Rainer Hedrich jetzt herausgefunden habe. „Die Pilze verraten sich durch ihr Chitin-Kleid, wenn sie über offene Stomata in die Pflanze eindringen wollen“, sagt Hedrich. Chitin ist ein Kohlenhydrat. Es spielt in der Zellwand von Pilzen eine ähnliche Rolle wie die Cellulose bei Pflanzen.

Werden Rezeptoren gereizt, schließt sich Stomata

Werden die Chitin-Rezeptoren einer Pflanze also durch einen Pilz-Angriff gereizt, leiten sie das Gefahrsignal weiter und aktivieren dadurch in den Schließzellen zuerst den Ionenkanal SLAH3. In der Folge öffnen sich weitere Kanäle und lassen Ionen aus den Schließzellen strömen. Dadurch fällt der Innendruck der Zellen ab und die Stomata schließen sich. Der Pilz bleibt dadurch außen und kann nicht in die Pflanze eindringen.

Fungizide einsparen

Zu diesen Ergebnissen kam das Forschungsteam anhand der Modellpflanze Arabidopsis thaliana (Ackerschmalwand). Diese Erkenntnisse wollen die Wissenschaftler nun auf Nutzpflanzen übertragen. „Ziel ist es, der Pflanzenzüchtung Werkzeuge in die Hand zu geben, um pilzresistente Sorten zu züchten. Gelingt das, könnten in Landwirtschaft und Gartenbau große Mengen Fungizide eingespart werden“, so Rainer Hedrich.