Wiener Forscher untersuchen positiven Nutzen von Endophyten

13. September 2015, 12:39
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Mikroorganismen können Stresstoleranz von Wirtspflanzen durch Veränderung ihres Stoffwechsels erhöhen

Wien – Bakterien, die als Mitbewohner in Nutzpflanzen leben, können durch Veränderung ihres Stoffwechselsdurch Veränderung ihres Stoffwechsels der Pflanze bei der Bewältigung von Trockenheit helfen. Das berichten Forscher des Austrian Institute of Technology (AIT) aktuell in "mBio". Die Ergebnisse könnten für die Landwirtschaft von Interesse sein.

Unter Endophyten versteht man Bakterien oder Pilze, die zumindest Teile ihres Lebens im Inneren von Pflanzen verbringen. Während manche Endophyten Krankheitssymptome verursachen, schaden andere ihren Wirtspflanzen nicht oder stehen sogar in einem symbiotischen Verhältnis zu ihnen. Sie können etwa bei der Abwehr von Krankheiten helfen oder ihr Wachstum stimulieren, auch unter schwierigen Bedingungen. Das könnte die Mikroorganismen zur einer vielversprechenden Alternative zum Einsatz von chemischen Düngern und Pestiziden machen.

Unerforschte Reaktionen

Diese positiven Wirkungen seien zwar schon gut untersucht, es war aber noch nicht klar, wie solche Bakterien durch Umweltveränderungen hervorgerufene Reaktionen der Pflanzen beantworten. Die Wissenschafter um Birgit Mitter vom AIT haben das nun am Bakterium "Burkholderia phytofirmans PsJN", das sie in Kartoffelpflänzchen eingeschleust hatten, genauer untersucht.

"Pflanzen reagieren auf Trockenstress mit der Produktion großer Mengen an Sauerstoffradikalen", so Mitter. "Das ist zum einen ein Signal der Pflanze, ihr Immunsystem anzukurbeln. Zum anderen ist es aber auch gefährlich für die Pflanze, weil dadurch Zellen getötet werden. Das Bakterium reagiert darauf mit der Produktion von Antioxidantien." Mit dieser gezielten Änderung seines genetischen Programms schützt sich der Mitbewohner zwar in erster Linie selbst. Die Pflanze könnte davon aber ebenfalls profitieren, wenn nämlich die Antioxidantien auch außerhalb der Bakterien wirken, so die Forscherin.

Ernteerfolg in Pakistan

Das sei zwar noch eine Hypothese, es gebe jedoch schon Hinweise, dass es sich tatsächlich so verhält: In einer Untersuchung, die die AIT-Experten mit einer Universität aus Pakistan durchgeführt haben, konnte durch den Einsatz der Bakterien in einem Feld in Pakistan der Ertragsverlust aufgrund von Trockenheit um 18 Prozent reduziert werden.

Auch im Tullnerfeld haben die Forscher im Rahmen eines Feldversuchs die Bakterien in Maispflanzen eingeschleust. Während der Hitzeperiode im August waren diese Pflanzen deutlich grüner und vitaler als die Kontrollpflanzen. Wie sich das auf den Ertrag ausgewirkt hat, werde man in wenigen Wochen wissen, so Mitter. (APA, red, 13.9.2015)

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