Werden Rübsen-Pflanzen von Wurzelgallennematoden befallen, verändern sie ihre Abwehrstrategie auf eine Weise, die unbeabsichtigt einem gefährlichen anderen unterirdischen Fraßschädling zugutekommt: der Kohlfliege. Zu diesem Ergebnis kommt eine Studie unter Leitung eines Forschungsteams vom Leibniz-Institut für Gemüse- und Zierpflanzenbau (IGZ) e. V. in Großbeeren bei Potsdam. Mithilfe einer Kombination aus Bioassays und ökometabolomischen Analysen fanden die Forschenden heraus, dass Wurzelgallennematoden die chemischen Abwehrmechanismen der Pflanze verändern und damit ihre natürliche Resistenz gegen weitere Angreifer beeinflussen.

Das Wissenschaftlerteam stellte fest, dass fast 1,5-mal mehr erwachsene Kohlfliegen (Delia radicum) aus Rübsen-Pflanzen (Brassica rapa) schlüpften, die mit Wurzelgallennematoden (Meloidogyne incognita) infiziert waren, als aus nicht infizierten Pflanzen. Obwohl sich die Nematoden und Fliegen nicht direkt begegnen, zeigen die Ergebnisse der Studie, dass sie sich indirekt über die Pflanze, von der sie sich ernähren, gegenseitig beeinflussen können.

Schädlinge verändern die Chemie der Pflanzen

Dieser Effekt hängt mit der chemischen Abwehr der Pflanze zusammen, insbesondere mit der Produktion bestimmter Glucosinolatklassen – schwefelhaltige Verbindungen, die für Kreuzblütler typisch sind. In den infizierten Pflanzen wurde eine erhöhte Produktion von Indol-Glucosinolaten festgestellt, während die Konzentration aliphatischer Glucosinolate – Verbindungen, die für die Entwicklung der Kohlfliege hemmend wirken – um 10 bis 25 Prozent sank. Die Forschenden vermuten, dass eine antagonistische Wechselwirkung zwischen den Biosynthesewegen dieser Stoffe die Ursache für diese Verschiebung sein könnte.

„Unsere Studie zeigt, dass komplexe Wechselwirkungen zwischen unterirdischen, pflanzenfressenden Organismen die Chemie der Pflanzen erheblich verändern können“, sagt Studienleiter Dr. Axel Touw. „Solche indirekten Effekte könnten Schädlingsschäden in Nutzpflanzen verstärken oder abschwächen – ein hochrelevanter Aspekt für eine nachhaltige Landwirtschaft, insbesondere für Strategien des integrierten Pflanzenschutzes.“

Wurzelgallennematoden als „Türöffner“

Die Ergebnisse belegen, dass pflanzenvermittelte Wechselwirkungen zwischen bodenbewohnenden Organismen weitreichender sind als bisher angenommen. Da Wurzelgallennematoden in Böden sehr häufig vorkommen, gehören sie oft zu den ersten Organismen, die mit einer Pflanze in Kontakt treten. Durch die Veränderung der chemischen Abwehrmechanismen können diese Interaktionen die natürliche Resistenz der Pflanze gegen künftige Herbivoren beeinflussen – darunter auch Fraßschädlinge wie die Kohlfliege. Diese Erkenntnisse könnten zur Entwicklung effektiverer Strategien für das Schädlingsmanagement beitragen, insbesondere in Agrarökosystemen mit mehreren Wurzelschädlingen.

Quelle: IGZ