Unfreiwilliger Boost für Krankheitserreger

Je wärmer es bei uns wird, desto mehr krankheitserregende Pilze machen den Pflanzen zu schaffen. Gerade bei Gerste, Mais und Weizen sind die Ertragseinbussen hoch. Das Getreide wehrt sich nach Kräften gegen die ungebetenen Eindringlinge. Sobald diese ins Wurzelgewebe gelangt sind, beginnt die befallene Pflanze mit der Produktion von Abwehrstoffen, die man unter dem Begriff Phytoalexine zusammenfasst. 

Jede Pflanzenart verfügt dabei über ihr ganz eigenes Arsenal an Phytoalexinen. Die Substanzen sind strukturell sehr unterschiedlich, denn sie müssen vielfältige Wirkmechanismen bedienen, um die jeweiligen Erreger in Schach zu halten. 

Forschende des Leibniz-Instituts für Pflanzenbiochemie (IPB) haben sich das an Gerste einmal genauer angesehen und 17 verschiedene gerstenspezifische Arten von Phytoalexinen, sogenannte Hordedane, nachgewiesen, die Erreger im Wurzelgeflecht bekämpften. Diese Hordedane wirken als Breitbandantimykotikum. Sie hemmen vor allem die Sporenkeimung sowie das Wachstum von schädlichen und auch manchen nützlichen Pilzarten. 

Wirkung neutralisiert
So weit, so gut. Es gab aber auch eine unangenehme Überraschung: Der Pilz Bipolaris sorokiniana liess sich von den Hordedanen nicht weiter beeindrucken. Im Gegenteil: Er gedieh sogar noch prächtiger, sobald die Gerste entsprechende Abwehrstoffe produzierte. 

Wie genau er das macht, ist noch nicht ganz klar. Es konnte aber bereits nachgewiesen werden, dass Bipolaris sorokiniana in der Lage ist, gewisse Stoffe zu oxidieren und an pilzeigene Substanzen zu binden. Das neutralisiert offenbar die Wirkung des Phytoalexins. 

Parasitische Daseinsform anpassen
Gleichzeitig passt der Pilz seine parasitische Daseinsform an. Bipolaris sorokiniana ernährt sich zunächst von lebenden Pflanzenzellen, die er dann gezielt zerstört. In den lebenden Zellen wächst der Erreger sehr schnell, während er im toten Pflanzengewebe vermehrt Sporen bildet, um neue Wirtspflanzen zu infizieren.

Durch die Umwandlung der pflanzlichen Hordedane in pilzeigene Strukturen kann der Erreger eine molekulare Signalkette aktivieren, die es ihm erlaubt, seine pflanzliche Wirtszelle nicht sofort abzutöten, sondern länger am Leben zu erhalten. Das ermöglicht ihm eine längere und entsprechend erfolgreichere Wachstumsphase, so die Vermutung der Forschenden. Sie formulieren das so: «Der Pilz bricht dem pflanzlichen Speer die Spitze ab und gebraucht sie zum eigenen Wachstum.» 

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Alexandra von Ascheraden