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Schädlingsabwehr: Zeitplan hilft Pflanzen bei der Selbstverteidigung

Erreger des Falschen Mehltaus Laden...
Pflanzen können ihre Selbstverteidigungsmechanismen gezielt zu den Tageszeiten verstärken, in denen ein Schädling sie besonders bedroht. Dazu koppeln sie ihre Abwehrmaschinerie eng an ihre innere Uhr, ermittelten Xinnian Dong von der Duke University in Durham, US-Bundestaat North Carolina, und seine Kollegen.

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Erreger des Falschen Mehltaus | Der Oomycet Hyaloperonospora arabidopsidis in seiner Sporen produzierenden Phase: Eine hier rund 0,7 Millimeter hohe, so genannte Sporangiophore wächst aus, die die Sporen (dunkle Partikel) trägt. Diese Sporen werden dann vor allem frühmorgens freigesetzt, um neue Pflanzenzellen zu infizieren.
Die Forscher haben untersucht, wie die Ackerschmalwand (Arabidopsis thaliana) auf den Angriff von Hyaloperonospora arabidopsidis reagiert, einem pilzähnlichen Schmarotzer, der die gefürchtete Pflanzenkrankheit Falscher Mehltau auslöst. Resistenten Pflanzen stehen mit den so genannten Krankheits-(R)-Resistenzgenen effektive Verteidigungsstrategien gegen solche Schädlinge zur Verfügung: Die R-Gen-Produkte erkennen verräterische Spuren der angreifenden Krankheitserreger und leiten rasch allerlei Gegenmaßnahmen ein.

Dongs Team entdeckte nun, dass die R-Verteidigung jeweils am frühen Morgen besonders stark ist, um dann im Lauf des Tages immer schwächer zu werden. Dies sei eine sinnvolle und Energie sparende Strategie, so Dong, denn Hyaloperonospora setzt seine infektiösen Sporen vor allem morgens frei, wo sie im feuchten Tau beste physikalische Aussichten vorfinden, in neue Pflanzenwirte einzudringen.

Als Zeitgeber dient den Pflanzen dabei tatsächlich ihre innere Uhr, so die Forscher weiter: Die meisten der wirksamen Resistenzgene werden offenbar von dem Transkriptionsfaktor CCA1 (circadian clock-associated 1) angesteuert, einem wichtigen Bestandteil des zellulären Uhrmechanismus. Pflanzenmutanten ohne CCA1 zeigen zwar immer noch eine gewisse Resistenz gegen den Falschen Mehltau am Abend, waren morgens allerdings angreifbarer. Die Gegenmaßnahmen mit Hilfe der inneren Uhr präzise zu timen, entscheide demnach wesentlich über den Erfolg. (jo)
5. KW 2011

Dieser Artikel ist enthalten in Spektrum - Die Woche, 5. KW 2011

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