Pflanzliche Abwehr stärken: Wie Moose und Farne die Landwirtschaft revolutionieren könnten

BerlinNeue Studien des John Innes Centre haben gezeigt, dass nicht-blühende Pflanzen wie Moose und Farne den Pflanzenschutz verbessern könnten. Bryophyten, zu denen Moose, Lebermoose und Algen gehören, galten bisher als einfach. Doch aktuelle Forschungen zeigen, dass sie über komplexe Immunsysteme verfügen. Diese Entdeckung könnte im globalen Kampf gegen Pflanzenkrankheiten von Bedeutung sein.

Dr. Phil Carella vom John Innes Centre hat eine Studie durchgeführt, die zeigt, dass Pflanzenimmunrezeptoren fortschrittlicher sind als bislang angenommen. Die Forschung konzentrierte sich auf NLR-Immunrezeptoren, die entscheidend für den Schutz von Pflanzen gegen Krankheiten sind. Hier ist eine kurze Zusammenfassung ihrer Erkenntnisse.

• Moose und andere Bryophyten verfügen über komplexe Abwehrrezeptoren.
• NLR-Abwehrrezeptoren können zwischen Blüten- und Nichtblütenpflanzen übertragen werden.
• Diese Entdeckung eröffnet neue Möglichkeiten, die Abwehrkraft von Nutzpflanzen zu verbessern.
• Das Team nutzte genetische und computergestützte Methoden für die Forschung.
• Die Übertragung von Abwehrrezeptoren zwischen verschiedenen Pflanzenstämmen ist machbar.
• Künftige Studien werden sich darauf konzentrieren, Pathogenmoleküle zu identifizieren, die Abwehrreaktionen auslösen.

NLRs sind Immunrezeptoren, die hauptsächlich bei Blütenpflanzen untersucht wurden, daher wissen wir weniger darüber, wie sich nicht blühende Pflanzen schützen. Bryophyten, eine Gattung nicht blühender Pflanzen, trennten sich vor über 500 Millionen Jahren von den Blütenpflanzen. Forscher nutzten genetische und computergestützte Methoden, um die Struktur und Funktion dieser Rezeptoren zu analysieren. Sie entdeckten, dass die Immunrezeptoren in verschiedenen Pflanzengruppen viele Gemeinsamkeiten aufweisen.

Dr. Carella und sein Team haben Gene für Immunrezeptoren von nicht-blühenden Pflanzen wie Lebermoosen in eine Blühpflanze namens Nicotiana benthamiana eingebracht. Die Ergebnisse waren vielversprechend. Die übertragenen Immunrezeptoren lösten in der Blühpflanze starke Immunreaktionen aus. Außerdem übertrugen sie Bestandteile von Immunsystemen aus Blühpflanzen in nicht-blühende Pflanzen, und diese funktionierten in beiden Pflanzentypen gut.

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Dieser Befund ist bedeutsam, weil Immunrezeptoren von Moosen und Lebermoosen als neue Resistenzgene genutzt werden können, um Nutzpflanzen vor Krankheiten zu schützen. Dies könnte entscheidend sein, da der Klimawandel das Risiko neuer und schnell mutierender Krankheitserreger erhöht.

Dr. Carella erklärte, dass diese Studie unser Verständnis von Pflanzenevolution und -abwehr verändert. Nicht-blühende Pflanzen, oft als weniger fortschrittlich angesehen, besitzen komplexe Immunsysteme. Diese Entdeckung kann dazu beitragen, die Immunität von Nutzpflanzen zu verbessern.

Forscher planen, Moleküle von Krankheitserregern zu identifizieren, die in verschiedenen Pflanzen Immunreaktionen auslösen. Zudem werden sie untersuchen, wie Teile der Immunrezeptoren zusammenarbeiten, um diese Reaktionen zu aktivieren. Diese Forschung könnte das Verständnis verbessern und zum Schutz von Nutzpflanzen beitragen.

Die Ergebnisse zeigen, dass die Nutzung verschiedener Immunsysteme in Pflanzen eine effektive Methode zur Steigerung der Resistenz von Nutzpflanzen darstellt. Dieser Ansatz könnte uns zusätzliche Strategien bieten, um die weltweite Nahrungsmittelversorgung zu schützen.