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Pflanzenkrankheiten: Maispilz als Pflanzenkenner

Maistumore
Was die Feinschmecker unter den Mexikanern erfreut, ist für die meisten Maisbauern ein Ärgernis: Die Tumore, die der Maisbeulenbrand (Ustilago maydis) bei seinem Wirt erzeugt, gelten zwar in Zentralamerika als Delikatesse, verringern aber auch die Ernteausbeute. Mikrobiologen um Virginia Walbot von der Stanford University haben nun gezeigt, dass der Pilz im Unterschied zu vielen anderen Pflanzenschädlingen beim Befall mit System vorgeht. Je nachdem, ob er an Blüte, Blatt oder Stängel angreift, aktiviert er Proteine, die optimal auf das entsprechende Pflanzengewebe abgestimmt sind.

Seltsame Blütenblätter | In den kleinen Mais-Blüten hat der Erreger des Maisbeulenbrands große Tumore erzeugt – durch spezifisches Ankurbeln der Produktion von Proteinen, die in diesem Gewebetyp die Zellteilung auslösen.
Ustilago kann in verschiedensten Pflanzenteilen durch die Zellwände eindringen, ohne die Zellen selbst zu zerstören. Da er von den Stoffwechselprodukten seines Wirtes lebt, fördert er stattdessen die Zellteilung. Dadurch entstehen die charakteristischen Tumore. Zunächst unterdrückt der Pilz die Fähigkeit der Maispflanze, fremde Proteine zu erkennen und den Eindringling abzuwehren. Danach ermittelt er, mit welchem Pflanzenteil er es zu hat: mit Blüte, Blatt oder Stängel. Jeder der entsprechenden Gewebetypen wird von einem eigenen Satz von Proteinen zur Teilung angeregt. Wie Walbot und ihre Kollegen nachwiesen, aktiviert der Pilz jeweils nur genau die Gene, auf denen die Eiweißstoffe verschlüsselt sind, die bei dem betreffenden Gewebe die Mitose auslösen.

Eine solche Flexibilität war von mikrobiellen Pflanzenschädlingen bisher nicht bekannt. Die Ergebnisse könnten auch erklären, warum es schwierig ist, gegen Ustilago resistente Pflanzen zu züchten. Dazu müsste es gelingen, einen Mechanismus zu blockieren, den der Pilz in allen Geweben gleichermaßen anwendet. (jvs)

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  • Quellen
Skibbe, D. et al.: Maize Tumors Caused by Ustilago maydis Require Organ-Specific Genes in Host and Pathogen. In: Science 328, S. 89–92, 2010.

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