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Wie Pflanzen mit Pilzen Freundschaft schließen

Neu identifiziertes Gen MIG1 steuert Entwicklung der Wurzelrinde und ermöglicht Symbiose mit arbuskulären Mykorrhiza-Pilzen – Kultivierung könnte zu nachhaltiger Landwirtschaft beitragen
Arbuskuläre Mykorrhiza-Pilze unter dem Mikroskop (Carolin Heck/KIT)
Unter dem Mikroskop: Der AM-Pilz (grün) erreicht die innere Wurzelrinde und bildet dort die namensgebenden Arbuskeln (s. Pfeil; baumartige Struktur, Latein arbor = Baum). (Abbildung: Carolin Heck/KIT)

Viele Pilze schädigen Pflanzen und töten sie. Aber es gibt auch pflanzenfreundliche Pilze: Die meisten Landpflanzen leben in einer engen Gemeinschaft mit arbuskulären Mykorrhiza-Pilzen (AM-Pilzen), die ihr Wachstum fördern. Wie diese Symbiose zustande kommt, untersuchen Forscher der Gruppe „Molecular Phytopathology“ am KIT. Die Wissenschaftler haben nun ein Gen identifiziert, das von den AM-Pilzen gezielt aktiviert wird und die Entwicklung der Pflanzenwurzel beeinflusst: Der GRAS-Transkriptionsfaktor MIG1 sorgt dafür, dass mehr und größere Wurzelrindenzellen entstehen.

Die meisten Landpflanzen leben in einer Symbiose mit AM-Pilzen – in einer engen Beziehung, von der beide Seiten profitieren: Die AM-Pilze helfen den Pflanzen, Nährstoffe wie Stickstoff und Phosphat sowie Wasser aus dem Boden zu ziehen, schützen sie vor Schädlingen und fördern darüber hinaus das Pflanzenwachstum, indem sie die Wurzelentwicklung beeinflussen. Als Gegenleistung versorgen die Pflanzen die AM-Pilze mit Kohlehydraten, die sie durch Photosynthese erzeugen. Die Symbiose verbessert Wachstum und Gesundheit der Pflanzen auch unter schwierigen Bedingungen, wie nährstoffarme Böden und Stress. Kontrolliert kultiviert, könnten Gemeinschaften von Kulturpflanzen mit arbuskulären Mykorrhiza-Pilzen helfen, Dünger und Pestizide einzusparen, und somit zu einer nachhaltigen Landwirtschaft beitragen.

Doch wie kommt die freundschaftliche Beziehung zwischen Pflanze und Pilz überhaupt zustande? Dieser Frage gehen Wissenschaftler der Gruppe „Molecular Phytopathology“ unter Leitung von Professorin Natalia Requena am Botanischen Institut des KIT nach. In grundlegenden Forschungsarbeiten untersuchen sie die molekularen Prozesse bei der Ausbildung der Symbiose.

Weitere Informationen in der Pressemitteilung 126/2016.


or, 16.09.2016