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Freitag, 20.01.2017
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„Überall“-Pilze entlarvt

Sebacinales als weltweit verbreitete Bewohner von Pflanzenwurzeln aufgespürt

Unsichtbar und trotzdem überall vorhanden: Die mit Pflanzenwurzeln in Symbiose lebende Pilzgruppe der Sebacinales hat sich als überraschend weit verbreitet entpuppt. Das zeigt eine in der Fachzeitschrift „PLoS ONE“ erschienene Studie. Zum Erstaunen von Forschern fanden sie sich nicht nur in höchst unterschiedlichen Lebensräumen und Wirtspflanzen, sondern sogar – bislang unerkant – in den Wurzeln der Modellpflanze Ackerschmalwand.
Sporenbildende Zelle von dem Pilz Sebacina dimitica unter dem Mikroskop.

Sporenbildende Zelle von dem Pilz Sebacina dimitica unter dem Mikroskop.

Pilze der Ordnung Sebacinales sind zwar unscheinbar, für viele Pflanzen aber überlebenswichtig. Denn sie leben mit Pflanzenwurzeln in für beide Seiten vorteilhaften Symbiosen, sogenannten Mykorrhizen. Sie helfen der Pflanze beim Wachsen und schützen sie auch gegen Umweltstress und parasitische Pilze. Seit einiger Zeit ist bekannt, dass nicht alle Sebacinales in dieses Bild passen: In Laborversuchen ist es gelungen, künstlich Symbiosen mit Pflanzenwurzeln zu erzeugen, in denen die Pilze nicht äußerlich sichtbar, sondern nur endophytisch wachsen - ohne äußerlich oder auf der mikroskopischen Ebene sichtbare spezifische Symptome hervorzurufen.

Nun hat sich bei Untersuchungen von Wurzeln wild lebender Pflanzen Überraschendes gezeigt: Endophytisch lebende Sebacinales sind nicht nur weltweit verbreitet, sie finden sich auch in höchst unterschiedlichen Lebensräumen und Wirtspflanzen. Gemeinsam mit Kollegen der Universität Basel, Schweiz, und der Universität von La Réunion, Frankreich, hat eine Forschergruppe um Michael Weiß vom Institut für Evolution und Ökologie der Universität Tübingen 128 Wurzelproben unterschiedlicher Pflanzen aus 27 Familien von vier Kontinenten analysiert.

Weltweit und in fast jeder Pflanze


Das Eregbnis: Die Wissenschaftler fanden in sämtlichen untersuchten Pflanzenfamilien genetisches Material von Sebacinales – sogar in Proben aus einem Herbarium, die von Expeditionen der Jahre 1830 bis 1840 in Nordafrika stammten. Zu den untersuchten Pflanzen gehörten sowohl Farne und Moose wie Weizen und Mais. Überall fanden die Forscher unter dem Elektronenmikroskop und mit Hilfe von DNA-Untersuchungen Sebacinales, sogar in den Wurzeln wild wachsender Exemplare der Ackerschmalwand (Arabidopsis thaliana), der weltweit bestuntersuchten Modellpflanze der Pflanzengenetiker. Von ihr nahm man bisher an, dass sie keine Symbiose mit Wurzelpilzen eingeht.


Die Pilze fanden sich so universell verbreitet, dass weder ein geografisches Verteilungsmuster zu erkennen war, noch eine Vorliebe bestimmter Pilze für bestimmte Wirtspflanzen. „Unsere Untersuchung zeigt: Endophytisch lebende Sebacinales sind keine Einzelfälle“, erklärt Weiß. „Das ist ein bisher unbekannter Aspekt der Interaktion dieser Pilze mit Pflanzen. Endophytische Sebacinales sind nicht selten, sondern im Gegenteil extrem verbreitet. Sie spielen möglicherweise eine wichtige, bisher verborgene Rolle in pflanzlichen Ökosystemen.“ Möglicherweise, so Weiß, sei in der Evolution von den endophytischen Sebacinales durch Spezialisierung die ungewöhnlich große Vielfalt der Mykorrhiza-Symbiosen in dieser Pilzgruppe ausgegangen.

Positive Effekte in Landwirtschaft einsetzbar?


Weiß und seine Kollegen sehen in dem Ergebnis nicht nur einen faszinierenden Ansatz für die Erforschung der Lebensgemeinschaften von Pflanzen und Pilzen. Ihre Erkenntnis, so schreiben sie, sei durchaus relevant für die angewandte Forschung: „Mit Blick auf die positiven Effekte, die endophytische Sebacinales in kontrollierten Experimenten auf Wachstum, Fruchtbarkeit, und Resistenz
ihrer Wirtspflanzen gegen abiotischen Stress und Schadpilze hatten, stützen unsere Ergebnisse die Erwartung, dass es in Zukunft möglich sein könnte, Sebacinales zur biologischen Wachstumsförderung und Schädlingskontrolle bei Kulturpflanzen einzusetzen.“ (PLoS ONE, 2011; doi:10.1371/journal.pone.0016793)
(Universität Tübingen, 23.02.2011 - NPO)
 
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