MOE-Fellowship

Dr. Maja Miloradovic van Doorn

Der Einfluss von arbuskulärer Mykorrhiza auf die Genexpression und die Abgabe von Duftstoffen von Wildem Tabak: Bedeutung für die Landwirtschaft und den biologischen Pflanzenschutz

Die Mykorrhiza Pflanzen und bestimmte Pilze haben im Laufe ihrer Entwicklungsgeschichte gelernt , in einer engen Assoziation im Boden, der Mykorrhiza, eine äußerst erfolgreiche Symbiose miteinander einzugehen. Die Lebensgemeinschaft mit Mykorrhizapilzen stellt Pflanzen mineralische Nährstoffe und Wasser zur Verfügung und gilt als evolutionäre Grundlage für die Entwicklung der Landpflanzen. Heute ist bekannt, dass arbuskulare Mykorrhiza (AM) insbesondere unter widrigen Bedingungen, wie Nährstoffmangel, Trocken-, Salz- oder Schwermetallstress sowie Pathogenbefall, für die Pflanze von Nutzen ist. Der pilzliche AM-Partner wird im Gegenzug mit Kohlenhydraten versorgt. Zum besseren Verständnis der Interaktion zwischen Pflanze und AM ist es wichtig die Gene zu kennen, die durch die Infektion der Pflanze mit dem Pilz aktiviert oder herunterreguliert werden. Eine Veränderung in der Genexpression gibt wichtige Hinweise, welche Signaltransdutionswege möglicherweise durch die Infektion verändert sind, und damit die Resistenz gegenüber Schädlingen und Krankheiten beeinflussen. Die übergeordnete Zielsetzung des Projektes ist die Untersuchung der Rolle von AM auf Herbivorie, und damit auf die Darwinsche Fitness der Pflanze. Es steht die Frage im Vordergrund, ob AM die Signaltransduktion und die Bildung von Abwehrstoffen gegenüber Schädlingen beeinflusst. Bei der Abwehr gegenüber Schädlingen unterscheidet man zwischen direkter und indirekter Abwehr. Die Abgabe flüchtiger Pflanzenstoffe als Antwort auf Fraßschäden zählt zu den Mechanismen, die als indirekte Abwehr bezeichnen werden. Diese Pflanzenstoffe fungieren offensichtlich als eine Art Hilferuf. Mit dieser chemischen Duftspur werden nämlich Feinde der Schädlinge, wie räuberische Insekten oder Parasiten angelockt. Es wurde gezeigt, dass dieser Hilferruf tatsächlich auch in Freiland funktioniert, und dass bereits einzelne Komponenten der Duftfahne ausreichen, um eine Wirkung zu erzielen (Science, 16.März 2001.).Bislang liegen nur wenige Untersuchungen vor, die experimentell zeigen konnten, dass Mykorrhiza das Duftstoffbouquet der Pflanze beeinflusst. In N. attenuata konnte gezeigt werden, dass nach Befall mit Herbivoren zuerst die sogenannten Grüneblattduftstoffe („green leaf volatiles –GLV“ wie C6-Alkohole und -Aldehyde), abgegeben werden, danach weitere Volatile wie Hexenyl- und Methylesters und nach 24 Stunden verstärkt Terpenoide. Außerdem geben die Blüten ein spezifisches Duftbouquet ab, das unterschiedliche Bestäuber anlockt. Die Fähigkeit der Pflanze zur indirekten Abwehr von Fraßfeinden und die Infektion mit Mykorrhizapilzen findet in der modernen, intensiven Landwirtschaft nur wenig Beachtung, könnte jedoch zur umweltfreundlichen Bekämpfung von Schadinsekten in Zukunft an Bedeutung gewinnen.