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Pflanzen-Parasiten: Angezapft und abgehört

Dieser Parasit zwackt Pflanzen nicht nur Wasser und Nährstoffe, sondern auch Erbgut ab. Und damit nicht genug: Die gestohlenen Gene helfen dem Teufelszwirn sogar beim Schmarotzen.
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Teufelszwirn saugt Pflanzen aus

Um Pflanzen, die in die Fänge des Teufelszwirns (Cuscuta harperi) geraten sind, ist es nicht gut bestellt. Denn die parasitäre Blütenpflanze umschlingt sie mit einem Netz aus roten Sprossen (Haustorien) und saugt sie aus wie ein Vampir. Doch offenbar haben es die Windengewächse nicht nur auf Nährstoffe und Wasser abgesehen. Ein Team um James Westwood von der Virginia Polytechnic Institute and State University und Claude dePamphilis von der Pennsylvania State University hat herausgefunden, dass sich die Parasiten erstaunlich viele Gene ihrer Wirte zu eigen gemacht haben. Insgesamt 108 fremde Gene fanden sie im Erbgut verschiedener Cuscuta-Arten, schreibt das Forscherteam nun im Fachmagazin »Nature Plants«. Das geklaute Genmaterial liegt aber keineswegs stumm im Zellkern herum: Die Zwirne benutzen es beispielsweise, um Abwehrreaktionen des Wirts herunterzuregeln. Dazu schickt der Parasit kleine RNA-Moleküle – siRNAs –, die er auf Basis der geklauten DNA hergestellt hat, in die Pflanze zurück und schaltet dort bestimmte Gene aus.

Die Gattung der Teufelszwirne, auch als Schmarotzerseide bekannt, wächst ohne Kontakt zu Boden und Grundwasser auf Pflanzen – oft auf mehreren gleichzeitig. Ohne ihre Wirte sind die Schmarotzer nicht überlebensfähig, denn sie können keine Fotosynthese betreiben und sich somit nicht selbst ernähren. Dass der Zwirn beim Anzapfen der Leitungsbahnen seines Wirts mit diesem auch Erbinformationen austauscht, war bereits bekannt. Die Arbeitsgruppe um Westwood hat das 2014 entdeckt. Überrascht sind sie nun, wie viel Wirts-DNA der Teufelszwirn darüber hinaus fest in sein Genom eingebaut hat – und tatsächlich nutzt. In Zukunft wollen sich die Forscher auch das Erbgut und die Genexpression anderer parasitärer Pflanzen genauer anschauen, um herauszufinden, welchen Einfluss horizontaler Gentransfer auf sie hat.

30/2019

Dieser Artikel ist enthalten in Spektrum - Die Woche, 30/2019

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