Pflanzen rufen unterirdische Helfer

Auch wenn sie nicht weglaufen können, sind Pflanzen ihren Feinden alles andere als hilflos ausgeliefert. Eine neue Komponente des ausgeklügelten Abwehrprogramms haben amerikanische Forscher identifiziert. Pflanzen, deren Blätter mit schädlichen Bakterien infiziert sind, sondern Äpfelsäure durch die Wurzeln ab und locken so hilfreiche Bakterien an.

Oberirdisch infizierte Pflanzen regen die Biofilm-Bildung auf ihren Wurzeln an. Bild: Thimmaraju Rudrappa/University of Delaware

Diese Bakterien im Erdreich versetzen wiederum die gesamte Pflanze wiederum in Abwehrstimmung, sodass bestenfalls keinerlei Erkrankungssymptome auftreten, erläutert Harsh Bais von der University of Delaware. “Pflanzen sind sehr viel cleverer, als ihnen gemeinhin zugestanden wird”, so der Forscher.

Bais und Kollegen führten ihre Versuche mit der Ackerschmalwand (Arabidopsis thaliana) durch, einem schnell wachsenden und für Laborversuche gern benutzten Kreuzblütler. Die Laubblätter der Pflanzen wurden mit verschiedenen pathogenen Bakterien inokuliert. Normalerweise verfärbten sie sich binnen Tagen gelb und zeigten alle Zeichen einer Infektion. Nicht so, wenn das Wachstumsmedium zusätzlich das Bakterium Bacillus subtilis enthielt: In diesem Fall war äußerlich praktisch keine Veränderung erkennbar, berichten die Forscher im Fachblatt “Plant Physiology”.

Aus früheren Studien war bekannt, dass Bacillus subtilis die Pflanzenwurzeln mit einem Biofilm überzieht und so einen als “Induzierte systemische Resistenz” bezeichneten Zustand in seinem Gastgeber auslöst. Zu ihrer Verblüffung fanden Bais und Kollegen nun, dass oberirdisch infizierte Pflanzen diese unterirdische Besiedlung nach Kräften fördern. Die angegriffenen Gewächse geben über ihre Wurzeln Äpfelsäure ab, die in den hilfreichen Bakterien rege Genaktivität auslöst. Die Mikroben schwimmen daraufhin auf die Wurzeln als Quelle der Äpfelsäure zu und besiedeln diese gemeinschaftlich als Biofilm.

Forschung: Thimmaraju Rudrappa, Kirk J. Czymmek und Harsh P. Bais, Department of Plant and Soil Sciences, Delaware Biotechnology Institute und Department of Biological Sciences, University of Delaware, Newark; Paul W. Paré, Department of Biochemistry, Texas Tech University, Lubbock

Veröffentlichung Plant Physiology, DOI 10.1104/pp.108.127613

WWW:
Bais Lab, University of Delaware
Wie Pflanzen sich schützen
The Plant Way of Life
Plant Growth Promoting Rhizobacteria

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