Mehr als zehn Prozent der Ernte wichtiger Nutzpflanzen wie Weizen oder Kartoffeln gehen jährlich durch Nematodeninfektionen verloren. Nematoden (Fadenwümer) sind mikroskopisch kleine Parasiten, die ihren Wirtspflanzen Nährstoffe und Wasser entziehen. Forschern der Universität Bonn und dem Sainsbury Laboratory in Norwich haben einen Rezeptor auf der Pflanzenoberfläche entdeckt, der Nematoden erkennt, und daraufhin eine Abwehrreaktionen gegen die Eindringlinge auslöst. Die Ergebnisse haben sie im Fachjournal "PLOS Pathogens" publiziert.

Ein Rezeptor gegen viele Nematoden

Die Pflanzenforscher aus Bonn und Norwich identifizierten ein Gen namens NILR1 in der Modellpflanze Ackerschmalwand (Arabidopsis thaliana), das es den Gewächsen ermöglicht, die Nematoden zu erkennen. Das Team konnte aber auch bereits nachweisen, dass Nutzpflanzen wie Tomaten und Zuckerrüben ebenfalls über dieses Gen verfügen. Florian Grundler von der Universität Bonn erklärt: „NILR1 ist der genetische Code für ein Rezeptorprotein, das auf der Oberfläche von Pflanzenzellen sitzt und andere Moleküle binden und erkennen kann. Vermutlich erkennt NILR1 ein von den Nematoden abgegebenes Molekül, und leitet die Aktivierung der pflanzlichen Immunabwehr ein.”

Das Besondere an dem Fund: NILR1 erkennt ein breiteres Spektrum von Nematoden. Es wurden zwar schon einige Rezeptorproteine identifiziert, allerdings waren diese jeweils hochspezifisch für bestimmte Nematodenarten. Diese Besonderheit betont auch Shahid Siddique, Arbeitsgruppenleiter in der Molekularen Phytomedizin: „Das Gute an NILR1 ist, dass es in verschiedenen Nutzpflanzen vorkommt und dass es gegen viele Nematodenarten Schutz verleiht.“

Signal der Nematoden führt zu neuem Pflanzenschutz

Das nächste Ziel der Forscher ist es, das Molekül zu isolieren, welches an NILR1 bindet und dadurch die Immunabwehr aktiviert. Die Ergebnisse der Wissenschaftler könnten neue Perspektiven für die Züchtung resistenter Pflanzen eröffnen. Denn sobald das Signalmolekül der Nematoden charakterisiert ist, steht potenziell eine neue Generation von natürlichen Substanzen zur Verfügung, mit der sich Abwehrreaktionen der Pflanze aktivieren und somit Nematoden sicher und umweltfreundlich bekämpfen lassen.

jmr