Ein internationales Forscherteam hat das Genom des Erregers der berüchtigten Pflanzenkrankheit Kartoffelfäule entschlüsselt. Der Pilz hat in der Geschichte immer wieder Hungersnöte ausgelöst und befällt neben Kartoffeln auch andere Nachtschattengewächse wie Tomaten und Paprika. Der genetische Code des wissenschaftlich Phytophthora infestans genannten Pilzes ist ungewöhnlich lang und enthält Abschnitte, die das sogenannte Springen von Genen innerhalb des Genoms ermöglichen. Mit diesem dynamischen Element in seinem Erbgut kann sich der Pilz besonders schnell an die unterschiedlichen Anforderungen auf den Pflanzen anpassen, die er befällt.
Die durch Phytophthora infestans verursachte Kartoffelfäule vernichtete in den 1840er Jahren in Irland einen großen Teil der Kartoffelernte und löste so eine gewaltige Hungersnot aus. Eine Auswanderungswelle nach Amerika war die Folge. Heute ist der Pilz noch immer eine Bedrohung für die Kartoffelbauern, der mit der Zucht widerstandfähiger Sorten und dem Einsatz von Fungiziden begegnet wird. Da jedoch immer wieder resistente Pilze auf den Plan treten, rätseln Wissenschaftler bereits seit Jahrzehnten, was den Erreger so flexibel macht und ihm ermöglicht, sich schnell auf neue Situationen einzustellen.
Fündig sind die Wissenschaftler des internationalen Forscherteams nun im Genom des Pilzes geworden: Auffällig ist hierbei bereits, dass dieses zweieinhalb- bis viermal so lang ist wie das seiner nächsten Verwandten. Rund 75 Prozent des Genoms besteht aus sogenannter repetetiver DNA: Das sind Sequenzen im Erbgut, die sich immer wieder in unterschiedlicher Anzahl wiederholen und deren Bedeutung bisher noch unklar ist. Da sie keine Baupläne für Eiweiße enthalten, bezeichneten Forscher die repetetive DNA lange Zeit als überflüssige “Junk-DNA”.
Diese vermeintlich überflüssige DNA könnte dem Pilz durchaus bei der schnellen Anpassung nützlich sein, vermuten die Forscher um Chad Nusbaum vom Broad-Institut in Cambridge. Das Erbgut in Regionen mit großen Anteilen dieser repetetiven DNA kann sich sehr schnell verändern ? im Gegensatz zur DNA in Regionen mit nur wenig solcher Junk-DNA. Auf diese Weise hat der Pilz stets ein gut gefülltes Reservoir genetischer Veränderungen zur Verfügung, die ihm eventuell bei der Besiedlung neuer Lebensräume nützlich sein können. “Dies könnte die Taktik sein, mit der Phytophthora infestans sich schnell an seine Wirtspflanzen anpassen kann”, erklärt Brian Haas, einer der beteiligten Forscher.
Chad Nusbaum (Broad-Institut in Cambridge) et al.: “Nature” (doi: 10.1038/nature08358). ddp/wissenschaft.de ? Ulrich Dewald
