Eine Gruppe von winzigen Pilzen, die Wurzeln besiedeln und dabei Ernte und Gesundheit der Pflanze positiv beeinflussen, hat jetzt ein deutsches Forscherteam entdeckt. Diese weltweit verbreitete Lebensgemeinschaft besitzt vermutlich eine große Bedeutung bei der Stabilisierung von globalen Ökosystemen. Die Mikroorganismen könnten aber auch ein enormes Potenzial im Hinblick auf einen pestizidfreien Ackerbau besitzen, so die Wissenschaftler in der aktuellen Ausgabe der amerikanischen Fachzeitschrift Proceedings of the National Academy of Sciences of the USA (PNAS).
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Bereits im Jahr 1997 wurde in der Thar Wüste Nord-West-Indiens zufällig der pilzliche Mikroorganismus, Piriformospora indica – "der indische Pilz mit den birnenförmigen Sporen" -, entdeckt, der dort in Lebensgemeinschaft mit Wüstenpflanzen lebt.
Diese zunächst unspektakuläre Entdeckung gewann an Brisanz, als Gießener Forscher zeigen konnten, dass der Pilz das Wachstum und die Gesundheit zahlreicher Pflanzen, darunter agronomisch bedeutender Getreide, verbessert und die Toleranz gegenüber Salzstress erhöht. Die neuen Ergebnisse der Forscher von den Universitäten Gießen und Tübingen zeigen nun, dass nicht nur P. indica positive agronomische Effekte hervorruft, sondern auch eine Vielzahl von verwandten Arten, die in der neuen Ordnung Sebacinales zusammengefasst werden.
Pilze töten Wurzelzellen
Soweit von den Wissenschaftlern getestet, zeigen diese Arten die gleichen, wenn nicht sogar noch bessere Wirkungen im Hinblick auf Wachstumsstimulation und Pathogen-Resistenz in Getreidepflanzen. Neu und überraschend ist auch, dass die Sebacinales-Pilze eine bis heute unbekannte Lebensweise zeigen: Um sich erfolgreich zu vermehren, besiedeln sie Wurzelzellen, die sie vorher abgetötet haben.
Erst als Konsequenz dieser Besiedlung kann die Pflanze offensichtlich vom Eindringling profitieren, also nach dem ökonomischen Prinzip "quid pro quo". Wahrscheinlich töten die Pilze Wurzelzellen nicht mit Toxinen, sondern zwingen einzelne Zellen, ihr eigenes Zelltod-Programm (Apoptose) zu aktivieren.
Die Forscher sprechen in diesem Zusammenhang von einem "programmierten Zelltod", der in der Pflanze durch den Mikroorganismus initiiert wird. Dieses Zelltod-Programm ist Bestandteil natürlicher Entwicklungsprozesse in Pflanzen, unter anderem dem Blattfall im Herbst, es besitzt aber auch lebensnotwendige Funktionen im Bereich der Organentwicklung.
Einsatz auch im ökologischen Landbau?
Die Forscher haben große Hoffnung, dass die nützlichen Mikroorganismen in naher Zukunft in der Landwirtschaft eingesetzt werden können, etwa zur Ertragsteigerung oder zur Stabilisierung von Agrar-Ökosystemen. Auch für den ökologischen Landbau ergeben sich hochinteressante Möglichkeiten durch die Verbesserung der Pflanzengesundheit.
Neben der Nutzung in der Landwirtschaft versprechen sich die Forscher aber auch einen enormen Erkenntnisgewinn über die molekularen Mechanismen von Symbiosen und die Biodiversität von nützlichen Mikroorganismen in globalen Ökosystemen. "Dies ist eine der zentralen Fragestellungen, die die Universität im neuen Gießen University Center for Infection, Disease and Environment verfolgen soll, einem im Rahmen der Exzellenzinitiative des Bundes und der Länder beantragten weiteren Excellenzcluster der Universität Gießen", so der Leiter der Gießener Arbeitsgruppe Professor Karl-Heinz Kogel.
(idw – Universität Gießen, 22.11.2006 – DLO)
