Wie Pilze in Pflanzen eindringen
Wie Pilze in Pflanzen eindringen
Ein Protein ist sowohl Abweiser als auch Eintrittskanal
Wenn Gärtner oder Landwirte Pilze hören, denken sie meistens an Schadpilze wie Rost oder Mehltau, die der Nutzpflanze schaden. Doch es gibt auch Pilze, die für Pflanzen nützlich sind, etwa indem sie der Pflanze Nährstoffe beschaffen, sodass beide Partner einen Nutzen von der Symbiose haben. Die Eintrittspforte in die Pflanzenzelle ist dabei sowohl für die nützlichen wie auch die schädlichen Pilze das Glucan-bindende Protein (GBP), das Wissenschaftler der Universität Köln näher untersucht haben.
Pilze und Pflanzen gehen öfters eine für sie vorteilhafte Symbiose ein. Doch auch pathogene Pilze können diese Eintrittspforte nutzen und dann großen Schaden in der Pflanze anrichten. Foto: pflanzenforschung.de
So sieht ein Pilzmycel von symbiotischen Pilzen aus. Das Mycel besteht aus feinen Fäden um die Pflanzenwurzeln herum. Foto: pflanzenforschung.de
Manche Pilze, wie die arbuskulären Mykorrhiza-Pilze, gehen mit Pflanzen eine Symbiose ein. Das ist sozusagen eine Zusammenarbeit zu beiderseitigem Nutzen. Der Pilz liefert den Pflanzen Nährstoffe und lässt sich in der Währung Zucker bezahlen. In einer Studie der Universität Köln haben Wissenschaftler herausgefunden, welche Rolle das Molekül β-Glukan-Bindeprotein (GBP) bei der Besiedelung von Pflanzen mit Pilzen einnimmt.
Starke Immunantwort erschwert sowohl nützlichen als auch schädlichen Pilzen das Eindringen
Als sie zwei gleichartige GBP-Proteine bei Gerste ausschalteten, reagierte das Immunsystem der Gerste stärker als bei der Wildform des Getreides. Die Pflanzen verstärkten nämlich ihre Zellwände mit Callose, einem Mehrfachzucker, sodass die Pilze nicht mehr in die Pflanze eindringen konnten. Diese Immunantwort betrifft sowohl die Schadpilze als auch die symbiotischen Pilze. Auf andere Merkmale der veränderten Pflanzen wie zum Beispiel die Länge und das Gewicht der Sprossachsen und Wurzeln hatte dagegen die GBP-Ausschaltung keine Auswirkung. Diese waren mit denen der Wildtyp-Pflanzen vergleichbar.
Evolution konserviert auch nachteilige Proteine
Die Forschenden untersuchten die pflanzlichen β-1,3-Glucanasen und deren Rolle in der Pilz-Pflanze-Interaktion näher und kamen zu dem Schluss, dass die Evolution sowohl vorteilhafte als auch nachteilige Proteine konserviert. „Jahrzehntelang wurden die pflanzlichen β-1,3-Glucanasen hauptsächlich nur als Teil des Verteidigungsmechanismus angesehen, um das Eindringen von Mikroben zu behindern. Unsere Arbeit zeigt, dass β-1,3-Glucanasen wie die von Gerste auch eine Rolle als Kompatibilitätsfaktor für die Besiedelung mit nützlichen Pilzen spielen“, schreiben die Autoren. Wie genau durch die Abwesenheit von gbp1 und gbp2 eine verstärkte Immunantwort vermittelt wird, muss noch genauer erforscht werden.
Quelle: pflanzenforschung.de
