Eine Reihe bisher unbekannter Abwehrproteine, mit denen Planzen ihre Samen vor Krankheitserregern wie Schadpilzen schützen, haben Richard Thompson und seine Kollegen am Kölner Max-Planck-Institut für Züchtungsforschung entdeckt.
Bei einer Untersuchung mit jungen Maiskörnern stießen sie in der Grenzschicht zwischen pflanzlicher Plazenta und dem heranwachsenden Maissamen auf die pilztötenden Proteine. Sie werden deshalb als “Basal Layer Antifungal Proteins” (BAPs) bezeichnet. BAPs bestehen aus etwa 40 Aminosäuren und reichern sich innerhalb weniger Tage in einer dicken, aus mütterlichem Gewebe aufgebauten Zellwand, die den Samen umgibt, an. Damit schützen sie somit vor dem Angriff von Schadpilzen.
Die Forscher kamen mit Hilfe eines die Nukleinsäure bindenden Indikatorfarbstoffs der Wirkungsweise der Peptide auf die Spur: Die BAP-Peptide dringen durch die Membranen der Pilze ein und daraufhin bis zum Zellkern vor. Das setzt voraus, dass die Membranen durchlässig oder beschädigt sind. Ob die Peptide selbst die Poren in der Membran verursachen oder mit spezifischen Rezeptoren zusammenwirken, ist allerdings noch unklar.
Da BAP-Peptide gegen eine Vielzahl von Pilzen wirken, könnten sie als Alternative zu synthetischen Pilzbekämpfungsmitteln verwendet werden. Die Gene der Peptide könnten mit speziellen genetischen Steuerelementen (Promotoren) gekoppelt und auf Pflanzen übertragen werden, die besonders empfindlich gegenüber Krankheitserregern sind. Sie würden dann die Abwehr-Peptide nur an den Stellen bilden, die von den Erregern angegriffen werden.
Die Gene, die für die Bildung der BAP-Proteine verantwortlich sind, haben die Kölner Forscher auch bei Teosinten – der Ursprungsform von Mais – und bei Hirse entdeckt. Alle drei Pflanzensorten zählen zu einer Unterfamilie der Gräser. BAP-Gene kommen aber weder in anderen Getreidearten noch in sonstigen Pflanzen vor. Das könnte darauf hinweisen, dass sich Pflanzen dieser Gräser-Unterfamilie im Lauf der Evolution schnell auf bestimmte Krankheitserreger eingestellt haben.
Mehr Informationen über die Bedrohung von Pflanzen wegen Pilzbefall finden Sie im bdw-ticker-Archiv.
Jutta Perkert
