Maisbauern stehen vor der Herausforderung, sich mit einem Pilz auseinanderzusetzen, der trotz seiner negativen Auswirkungen auf die Pflanzen keine direkten Gefahren für die Tierfütterung darstellt. Der Pilz Ustilago maydis verursacht bei Mais tumorähnliche Wucherungen, die jedoch problemlos an Tiere verfüttert werden können. Eine neue Studie der Universität Bonn enthüllt nun, wie dieser Pilz die Maispflanze dazu bringt, solche Wucherungen zu entwickeln.
Ustilago maydis manipuliert Pflanzenwachstum
Die jüngsten Forschungen haben gezeigt, dass Ustilago maydis ein Programm der Maispflanze zur Bildung von Seitenwurzeln missbraucht, um große Gallen zu verursachen. Diese Gallen können eine beachtliche Größe erreichen und verbrauchen erhebliche Mengen an Energie und Ressourcen der Pflanze. Das beeinträchtigt die Abwehrmechanismen des Mais gegen den Pilz und schafft gleichzeitig einen optimalen Nährboden für dessen Vermehrung.
Prof. Dr. Armin Djamei von der Universität Bonn erklärt, dass Ustilago maydis Hunderte von Proteinen produziert, um den Mais zu beeinflussen. Eine spezielle Gruppe dieser Proteine sind die sogenannten Tip-Effektoren, die eine zentrale Rolle bei diesem Prozess spielen.
Genetische Experimente bringen Klarheit
Um diese Mechanismen besser zu verstehen, führten Forscher Versuche mit der Modellpflanze Arabidopsis thaliana durch. Sie integrierten Gene des Pilzes in das Erbgut der Pflanze, um die Wirkung der Tip-Effektoren nachzuvollziehen. Diese genetisch modifizierten Pflanzen zeigten auffällige Veränderungen in ihren Wurzeln, was darauf hindeutet, dass sich hier Zellen ähnlich den durch den Pilz induzierten Gallen schnell vermehren.
Dr. Mamoona Khan erläuterte, dass diese Zellen aus Stammzellen bestehen, die normalerweise bei der Seitenwurzelbildung aktiv sind. Die Erkenntnisse aus diesen Experimenten lassen darauf schließen, dass ähnliche Prozesse auch im natürlichen Wirt des Pilzes ablaufen.
Züchtung resistenter Sorten als Zukunftsperspektive
Obwohl Ustilago maydis selbst keine Toxine produziert und somit keine direkte Bedrohung für die Landwirtschaft darstellt, gibt es verwandte Arten innerhalb der Brandpilze, die problematisch sein können. Prof. Dr. Armin Djamei betont die Wichtigkeit eines besseren Verständnisses dieser Infektionsmechanismen als Grundlage für die Züchtung widerstandsfähigerer Pflanzensorten.
Durch gezielte genetische Veränderungen konnten Forscher bereits zeigen, dass Maispflanzen mit modifizierten Transkriptionsfaktoren nach einer Infektion nur noch kleine Gallen bilden. Diese Ergebnisse bieten wertvolle Ansätze für künftige Züchtungsprogramme zur Verbesserung der Resistenz gegen schädliche Pilzerreger.
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