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13.12.2019

Süßkartoffeln geben Duftalarm

Bei bestimmten Sorten aktivieren Fraßschäden Abwehrmechanismen und einen Duftstoff, der benachbarte Pflanzen veranlasst, ihre Verteidigung hochzufahren.

Eine Schädlingsraupe befällt die Blätter einer Süßkartoffel.
Eine Schädlingsraupe befällt die Blätter einer Süßkartoffel.
Quelle: 
Anja Meents, MPI chem. Ökol.

Ein Duft wie beim Saunaaufguss weht über das Süßkartoffelfeld. Doch was für menschliche Nasen nach einem Kräuterbalsam riecht, ist für die Knollenpflanze ein Alarmsignal, wie Forscher des Max-Planck-Instituts (MPI) für chemische Ökologie jetzt herausgefunden haben. In den „Scientific Reports“ der Nature-Gruppe berichtet das Team von der Funktionsweise dieser sortenspezifischen Abwehrreaktion.

Sporamin stoppt den Appetit

Den Wissenschaftlern war aufgefallen, dass eine bestimmte Süßkartoffelsorte (Tainong 57) eine höhere Resistenz gegen Pflanzenschädlinge aufweist als eine unter gleichen Bedingungen wachsende verwandte Sorte (Tainong 66). Die verletzten Blätter der resistenteren Sorte verströmten den eingangs erwähnten Duft. Die Untersuchung ergab, dass die verletzten Blätter mehrere Duftstoffe produzieren, darunter die Terpen-Verbindung DMNT. Diese löst bei der Pflanze die Produktion von Sporamin aus. Das Protein hemmt die Verdauungsenzyme angreifender Insekten, wodurch sie den Appetit verlieren.

DNMT warnt die Nachbarn

Allerdings können auch Gewächse in der Umgebung der befallenen Pflanze DNMT sehr verlässlich wahrnehmen. Selbst unverletzte Pflanzen bilden dadurch prophylaktisch DNMT und stoppen Schadinsekten so frühzeitig. „Die Überraschung war für uns, dass ein einzelner Duftstoff ausreicht, um in der Süßkartoffelsorte Tainong 57 eine spezifische Verteidigungsreaktion auszulösen, und gleichzeitig mit derselben Substanz auch mit benachbarten Pflanzen der gleichen Sorte über die Luft zu kommunizieren und Informationen weiterzutragen“, schildert Axel Mithöfer, am MPI Leiter der Arbeitsgruppe Physiologie der pflanzlichen Verteidigung.

Potenzial für die Züchtung

Bemerkenswert ist außerdem, dass die Sorte Tainong 66 nicht über diesen Mechanismus verfügt und deutlich weniger DNMT produziert. „Die Ergebnisse sind von großem landwirtschaftlichem Interesse, denn durch den konsequenten Anbau von Sorten wie Tainong 57 könnte man den durch Pflanzenfresser entstehenden Schaden auf natürliche Weise reduzieren“, resümiert Anja Meents, Erstautorin der Studie. Außerdem könnten künftige Sorten so gezüchtet werden, dass sie verstärkt DNMT absondern und den Duftstoff noch besser wahrnehmen. Wie genau das geschieht, soll nun Gegenstand weiterer Studien sein.

bl

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