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Lexikon der Biologie: Pflanzentumoren

Pflanzentumoren, zeichnen sich wie alle Tumoren (Krebs) durch ungeordnetes und ungehemmtes Wachstum aus (= Hyperplasie; unkontrollierte Proliferation von Zellen). Als Auslöser für Pflanzentumoren (z.B. Baumkrebs; vgl. Abb. ) kommen bestimmte Bakterien ("Bakterienkrebs"; Agrobacterium tumefaciens), Pilze (Obstbaumkrebs), einige Pflanzenviren (Virus-induzierter Wundtumor) und genetische Faktoren (interspezifische Bastardierung) in Frage. – Bestuntersuchter pflanzlicher Tumor ist der sog. Wurzelhalstumor (Wurzelhalsgalle, Wurzelkropf, crown gall-tumor; vgl. Abb. ), der durch gramnegative Bodenbakterien der Art Agrobacterium tumefaciens hervorgerufen wird. Viele Arten Höherer Pflanzen sind gegen diesen Erreger anfällig, der über Wundmale ins Gewebe eindringt und zur Tumorinduktion und Zelltransformation führt. Als tumorinduzierender Faktor wurde das in virulenten Stämmen von Agrobacterium tumefaciens enthaltene, 140–235 Kilobasen große Ti-Plasmid identifiziert. Ein Teil davon, die T-Region (14–23 Kilobasen), wird in die pflanzliche Kern-DNA integriert. Einige Gene der T-Region codieren für Opine, eigenartige Verbindungen, die sonst in Höheren Pflanzen fehlen. Allerdings scheinen die Opingene nicht direkt an der Tumorinduktion beteiligt zu sein. Hierfür sind offenbar außerhalb der T-Region im Ti-Plasmid befindliche Gene verantwortlich. Die Aufrechterhaltung des transformierten Zustands hängt allein von der ins Pflanzengenom inkorporierten T-Region ab, die permanente Anwesenheit der Bakterienzelle ist dazu nicht nötig. Die crown-gall-Tumoren sind sog. autonome Pflanzentumoren, da sie für ihr Wachstum in Gewebekulturen weder Auxin noch Cytokinine im Medium benötigen. Die diese Pflanzentumoren induzierenden Agrobakterien finden als "genetic engineering" ausführende Organismen (Übertragung und stabile Integration von Fremd-DNA in ein Eukaryotengenom) großes molekularbiologisches Interesse (Gentechnologie, Vektoren). Zu den Pflanzentumoren gehören auch durch ein Pflanzenvirus (Wundtumorenvirus, Gattung Phytoreovirus der Reoviren) verursachte Wundtumoren. Mit der Transformation einher geht die Fähigkeit der Tumorzellen, auf einem Minimalmedium zu wachsen. Man nimmt eine bleibende Aktivierung des Wirtszellgenoms für die Synthese von Faktoren an, die für Zellwachstum und -teilung essentiell sind (Auxine, Cytokinine, Inosit, Glutamin und andere), die unter normalen Bedingungen wachstumsbegrenzend wirken. – Schließlich beobachtet man bei gewissen interspezifischen Bastarden (Gattungen Kohl, Stechapfel, Lilie, Tabak) die Ausbildung sog. genetischer Tumoren, deren Ausprägung auf der Unverträglichkeit (Inkompatibilität) einzelner Chromosomen bei der interspezifischen Kreuzung zu beruhen scheint. Die Entstehung dieser Tumoren beruht letztlich auf einer Reembryonalisierung (Dedifferenzierung) der befallenen Zellen, was relativ leicht ist, da auch während der Normalentwicklung immer wieder (zumeist über Auxin gesteuerte) Reembryonalisierungsvorgänge vorkommen (etwa bei der Entstehung von Kambien oder bei der Wundheilung). In Gegenwart von Auxin lassen sich die meisten pflanzlichen Gewebe zur Bildung eines Tumors (sog. Kallus) veranlassen.

B.L./P.N.



Pflanzentumoren

1 Baumkrebs-Geschwulst, 2 Wurzelkropf

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