Forscher enthüllen evolutionäres Duell zwischen Kartoffeln und Krankheitserregern nach der irischen Hungersnot

BerlinWissenschaftler der North Carolina State University haben neue Erkenntnisse darüber gewonnen, wie sich Kartoffelpflanzen und die Krankheit, die in den 1840er Jahren die Irische Kartoffelfäule verursachte, im Laufe der Zeit entwickelt haben. Durch die Untersuchung alter Kartoffelblätter entdeckten sie genetische Veränderungen in den Pflanzen, die ihnen helfen, die Krankheit zu bekämpfen, sowie genetische Veränderungen in der Krankheit, die deren Fähigkeit verbessern, die Pflanzen zu infizieren.

Das Forschungsteam hat eine spezielle DNA-Sequenzierungsmethode verwendet, um Kartoffeln und den Erreger Phytophthora infestans zu untersuchen. Mit dieser Methode konnten sie sowohl die Resistenzgene der Kartoffeln als auch die Effektorgene des Erregers analysieren. Zum ersten Mal wurden beide Gensätze zusammen erforscht, was neue Erkenntnisse darüber liefert, wie die Pflanze und der Erreger miteinander interagieren.

Wichtige Erkenntnisse der Studie umfassen:

• Resistenz des Krankheitserregers gegen das R1-Resistenzgen
• Stabilität vieler Effektor-Gene im Krankheitserreger
• Hinzugekommene Chromosomensätze im Krankheitserreger zwischen 1845 und 1954

Die Studie ergab, dass der FAM-1-Stamm von Phytophthora infestans das R1-Resistenzgen umgehen konnte, sogar bevor es in der Kartoffelzüchtung eingesetzt wurde. Dies deutet darauf hin, dass der Erreger möglicherweise auf ähnliche Resistenzen in wilden Kartoffeln gestoßen ist. Die Forschung zeigt, dass Züchter nach 1937 verschiedene Resistenzgene einführten, aber einige Effektor-Gene des Erregers unverändert blieben. Dies könnte daran liegen, dass diese Gene essenziell sind oder nicht genügend Druck bestand, sie zu verändern.

Lesen Sie auch:

Heute · 16:00

Wochenendsport schützt vor über 200 Krankheiten

Der Erreger kann im Laufe der Zeit seine Chromosomenanzahl erhöhen, was ihm möglicherweise hilft, effektiver zu infizieren. Diese Entdeckung eröffnet Wissenschaftlern neue Möglichkeiten, zu erforschen, wie chromosomale Veränderungen den Erreger gefährlicher machen.

Diese Forschung unterstützt die zukünftige Kartoffelzüchtung, indem sie Züchtern zeigt, welche Gene über die Zeit stabil bleiben. Sie können sich nun auf diese stabilen Gene konzentrieren, um die Resistenzbildung von Krankheitserregern zu verlangsamen. Der Einsatz mehrerer stabiler Resistenzgene aus Wildkartoffelpflanzen könnte ebenfalls eine effektive Strategie sein.

Diese Studie hebt die Bedeutung hervor, die Veränderungen von Krankheitserregern im Laufe der Zeit zu verstehen. Sie zeigt, dass die Analyse historischer Daten genutzt werden kann, um aktuelle Herausforderungen in der Pflanzenzüchtung zu lösen. Mit diesen Erkenntnissen können Züchter Kartoffelsorten entwickeln, die widerstandsfähiger gegen Krankheiten sind. Dies ist entscheidend für die Ernährungssicherheit, da Kartoffeln weltweit eine zentrale Kulturpflanze sind.

Die Studie ermöglicht ein besseres Verständnis der Wechselwirkungen zwischen Kartoffeln und deren Krankheiten. Mit diesem Wissen können zukünftige Zuchtprogramme Kartoffeln entwickeln, die widerstandsfähiger gegen Krankheiten sind. Sie zeigt zudem den Wert von historischer und genetischer Forschung bei der Lösung landwirtschaftlicher Probleme auf.