Pilze manipulieren Pflanzengene

Forschende des KIT und Partner zeigen, wie Pilze mit genetischen Tricks Pflanzen beim Wachstum helfen
Das tabellarische Schaubild zeigt, wie verschiedene Pilzmoleküle unterschiedliche pflanzliche Gene beeinflussen Ruben Betz, KIT
Im Zellkern von Pflanzen konnten die Forschenden den genetischen Einfluss der Pilze nachweisen.

In nährstoffarmen Böden zu gedeihen, ist für Pflanzen eine Herausforderung. Durch Partnerschaften mit Pilzen hat die Evolution dafür interessante Lösungen entwickelt: Arbuskuläre Mykorrhizapilze helfen Pflanzen, essenzielle Nährstoffe wie Phosphat aus dem Boden aufzunehmen. Gleichzeitig bekommen die Pilze dann Zucker und Lipide von den Pflanzen, die ihnen als Energie dienen. Nun haben Forschende des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) mehr über diese Symbiose herausgefunden und nachgewiesen, dass die Pilze außerdem über spezielle Moleküle, sogenannte SP7-Effektoren, direkt in das pflanzliche zelluläre Programm eingreifen und so deren Wachstum und die Nährstoffaufnahme fördern. Ihre Ergebnisse veröffentlichten sie in der Fachzeitschrift Nature Communications.

Natürliche Gentechnik spielt eine wichtige Rolle

„Die Pilze beeinflussen, wie Pflanzen die Expression ihrer Gene regulieren“, erklärt Dr. Ruben Betz, Forscher am Joseph Gottlieb Kölreuter Institut für Pflanzenwissenschaften des KIT. „Dieser Prozess ist entscheidend für das Wachstum und die Entwicklung von Pflanzen.“ Das konnten Betz und das Forschungsteam des KIT für Molekulare Phytopathologie sowohl am Modellorganismus Arabidopsis als auch an der Speisekartoffel nachweisen. Sie fanden heraus, dass die Pilzmoleküle die Genregulation der Pflanzen verändern, indem sie die Verarbeitung der genetischen Bauanleitung beeinflussen und so Symbiose und Wachstum begünstigen. Professorin Natalia Requena, die das Forschungsteam leitet, betont die Bedeutung dieser Erkenntnisse für die Landwirtschaft: „Diese Entdeckung eröffnet spannende Möglichkeiten. Durch ein besseres Verständnis der Pilz-Pflanze-Interaktionen könnten wir widerstandsfähigere Pflanzen züchten, die Nährstoffe effizienter aufnehmen und weniger auf künstliche Düngemittel angewiesen sind.“

mhe, 03.12.2024