Nutzpflanzen universell resistent machen

27.09.2016 Forschung & Technik

Grundstein für Erweiterung des "Immunsystems" gelegt

Auch Pflanzen haben so etwas wie ein Immunsystem, mit dem sie Krankheitserreger wie Pilze, Viren oder Bakterien abwehren können. Kürzlich ist es Forschern mit einem gentechnischen Ansatz gelungen, bei den Versuchspflanzen Ackerschmalwand und Tabak eine Immunantwort auszulösen.

Die Immunabwehr der Pflanzen zu verbessern, würde helfen, die Erträge vieler Nutzpflanzen  zu sichern. Im Labor gelang das Forschern nun mithilfe der NLR (nucleotide binding leucine-rich repeat- Proteine . Diese ändern ihren räumlichen Aufbau, sobald ein Keim an ihre Rezeptoren andockt und informieren dadurch andere NLR-Proteine, die die Abwehrreaktion in Gang setzen.

Pflanzen erkennen auch bisher unbekannte Keime

Durch einen gentechnischen Eingriff bei der Ackerschmalwand und bei Tabak konnten die Wissenschaftler die Pflanzen so modifizieren, dass sie auch ihnen bisher unbekannte Keime erkennen. Beide Pflanzen erkannten zum Beispiel das Bakterium Pseudomonas syringae, das sie eigentlich von Natur aus anhand dessen Protease AvrPphB erkennen, im Versuch auch anhand eines ihnen bisher unbekannten Enzyms, das im Bakteriensekret enthalten ist. Auf diese Weise könnten in Zukunft weitere Pflanzen, deren Immunabwehr auf dem gleichen Prinzip beruht, resistent gegen Pseudomonas syringae gemacht werden – das Bakterium, das zum Beispiel an Steinobst den Bakterienbrand auslöst.

Genome Editing ermöglicht Resistenzsteigerung

Dieser Ansatz funktionierte sogar mit einem Virus, dem TEV (Tobacco etch virus) – zwar noch nicht so schnell, wie es für eine wirksame Abwehr auf dem Acker erforderlich wäre - aber ein Anfang. Während Viren ihre RNA ständig verändern und auf diese Weise etablierte Resistenzen umgehen ( Koevolution ), vermuten die Forscher in diesem Fall sogar eine langfristige Resistenz . Diese Versuche sind vielversprechend. Sie zeigen einen Weg auf, wie es in Zukunft möglich sein kann, durch Genome Editing an einer Proteinfamilie Nutzpflanzen resistenter gegen eine Vielzahl von Keimen zu machen.

Quelle: pflanzenforschung.de