Pflanzen können sich gegen Krankheitserreger schützen, indem sie helfende Mikroorganismen in ihrem Wurzelraum gezielt fördern. Bisher dachte man, dass die Anzahl dieser Mikroben allein durch die Präsenz der Krankheitserregern reguliert wird. Die jetzt in der Faczetischrift „Applied and Environmental Microbiology“ veröffentlichten Ergebnisse könnten dazu beitragen, biologische Alternativen zum klassischen chemischen Pflanzenschutz zu erweitern.
Im Boden kommen Organismen vor, die auf natürlichem Weg die Ausbreitung von pflanzenpathogenen Mikroorganismen verhindern, so genannte Antagonisten. Sie wirken damit quasi als „Schutztruppe“ für die Pflanzen und könnten daher auch gezielt zum Pflanzenschutz eingesetzt werden. Doch leider sind diese biokontrollaktiven Mikroorganismen nur schwer zu kultivieren. Wissenschaftler suchen daher nach Methoden, um die Häufigkeit dieser Organismen im Boden erhöhen und deren Aktivität stimulieren.
Wissenschaftler der Abteilung Terrestrische Ökogenetik des Helmholtz Zentrums München unter der Leitung von Karin Schreiner und Professor Michael Schloter haben nun gemeinsam mit Kollegen der Universität Lyon herausgefunden, dass die Pflanzen selbst die Anzahl dieser Boden-Mikroorganismen im Wurzelraum steuern können, um sich vor Krankheitserregern zu schützen. Das zeigte sich, als die Forscher die Bakterien-Populationen im Wurzelraum von Gerste und ihre Anfälligkeit gegenüber dem Befall mit dem Schadpilz Gaeumannomyces graminis, dem Auslöser der Schwarzbeinigkeit, untersuchten.
Es zeigte sich, dass der Anbau von Gerste als Monokultur zu einer spezifischen Zusammensetzung der Mikroflora im Wurzelraum führt, die einen besonders wirksamen Schutz gegen den Schadpilz bietet. Dieses Phänomen wurde unabhängig vom Auftreten der Krankheit beobachtet – die beobachteten Veränderungen in der Zusammensetzung der Mikroflora in der Rhizosphäre werden also von der Pflanze selber hervorgerufen. Die Aktivität der Antagonisten wird hingegen durch das Vorhandensein des Schadpilzes gesteuert. Bisher war man davon ausgegangen, dass nur der Schadpilz Vorkommen und Aktivität der Antagonisten beeinflusst.
Diese Ergebnisse könnten für die landwirtschaftliche Praxis von großer Bedeutung sein: „Wenn sich die Daten für andere Pflanzenkrankheiten bestätigen, könnten Biokontrollpopulationen durch geeignete Fruchtfolgen gesteuert und so der Einsatz von chemischen Pflanzenschutzmitten reduziert werden“ so Schloter. Alternativen zum klassischen chemischen Pflanzenschutz sind ein aktuelles Thema der modernen Landwirtschaft, nicht nur, um die Umwelt zu schützen, sondern auch, weil viele Erreger von Pflanzenkrankheiten gegen Pestizide resistent geworden sind.
(Helmholtz Zentrum München, 28.07.2010 – NPO)
