Pflanzen bekämpfen genauso wie wir Krankheiten
Pflanzen wehren sich gegen Krankheiten, genau wie wir. Pflanzen können zwar nicht weglaufen, wenn sie von einer Krankheit befallen oder von einem Fressfeind angegriffen werden, aber sie haben effiziente Methoden entwickelt, um zu reagieren und zu überleben. Forschende am Max-Planck-Institut für Biologie in Tübingen untersuchen, wie Pflanzen wachsen, sich schützen und mit Krankheitserregern interagieren - sowohl mit mikroskopisch kleinen Organismen wie Bakterien, Viren und Pilzen als auch mit größeren Fressfeinden wie Insekten und Würmern.
Pflanzen verfügen über Schutzbarrieren für ihre Zellen und können Stoffe freisetzen, die Krankheitserreger abwehren oder Schutzmittel anziehen. Außerdem haben sie ein komplexes Immunsystem entwickelt, das infizierte Bereiche isoliert, befallene Zellen eliminiert und das Überleben der Pflanze sichert.
Worum geht es bei der Forschung am Max-Planck-Institut für Biologie Tübingen?
Die Forschung untersucht, wie Pflanzen und sowohl hilfreiche als auch nicht hilfreiche Mikroben das Wachstum und die Evolution der Pflanzen und ihrer Feinde beeinflussen. Die Wissenschaftler interessieren sich besonders dafür, wie:
Wie spezifische Krankheitserreger die Vielfalt des pflanzlichen Immunsystems in der Natur prägen.
Wie Pflanzen ihrerseits die Vielfalt der sie umgebenden Mikroben beeinflussen.
Die Forscher des Max-Planck-Instituts für Biologie Tübingen versuchen mit modernsten wissenschaftlichen Methoden, diese biologischen Prozesse zu verstehen. Langfristiges Ziel ist es, die Entwicklung von Instrumenten zum Schutz von Nutzpflanzen, zur Verbesserung der Nahrungsmittelproduktion und zur Förderung umweltfreundlicher landwirtschaftlicher Praktiken anzuregen.
Die Modellpflanze: Arabidopsis thaliana
Die zur Familie der Senfpflanzen gehörende Ackerschmalwand (Arabidopsis thaliana) dient als wertvolles Forschungsmodell, da sie auf Stress und Krankheiten ähnlich wie viele Nutzpflanzen reagiert. Ihr kleines Genom vereinfacht die genetische Analyse. Die Erkenntnisse, die bei der Untersuchung der Abwehrmechanismen von Arabidopsis gegen Krankheitserreger gewonnen werden, lassen sich leicht auf die Entwicklung krankheitsresistenter Pflanzen bei anderen Arten übertragen.
Was sind die Forschungsmethoden?
Sammeln von Proben aus der Natur: Sammeln von Pflanzen und Mikroben aus ihrer natürlichen Umgebung.
DNA-Analyse: Sequenzierung der DNA von Pflanzen und Mikroben.
Wechselwirkungen testen: Untersuchen, wie verschiedene Mikroben mit dem Immunsystem der Pflanze interagieren.
Erstellen eines komplexen Bildes: Analyse von Daten, um die komplizierten Beziehungen zwischen Pflanzen, Krankheitserregern und anderen Mikroben aufzudecken.
Untersuchung der Ko-Evolution von Arabidopsis und ihren Krankheitserregern: Untersuchung, wie sich diese spezielle Pflanze und ihre Schadorganismen (Krankheitserreger) im Laufe der Zeit entwickelt haben.
Mikrobiomanalysen in natürlichen Pflanzenpopulationen: Konzentration auf die gesamte Mikrobengemeinschaft in Wildpflanzen.
Auswirkungen der Zusammensetzung des Mikrobioms auf die Besiedlung von Pflanzen durch Krankheitserreger: Erforschung, wie die Arten von Mikroben in der Umgebung einer Pflanze beeinflussen können, ob sich schädliche Mikroben ansiedeln können.
