Schlüsselgenfund könnte die Entwicklung von krankheitsresistenten Pflanzen ermöglichen.

Die Entdeckung eines Gens, das den Pflanzen hilft, ihre Reaktion auf Krankheiten zu kontrollieren, könnte die Bemühungen unterstützen, Kulturen zu entwickeln, die resistent gegen Infektionen sind, schlägt die Forschung vor.

Die Ergebnisse könnten zu einer Feinabstimmung der Genaktivität führen, um die Krankheitsresistenz zu erhöhen, was auf widerstandsfähigere Pflanzenrassen oder neue Behandlungsmethoden für Infektionen hindeutet.

Es könnte dazu beitragen, die durch Pflanzenkrankheiten verursachten Ernteausfälle einzudämmen. Sie sind die Hauptursache für Ernteverluste weltweit und machen 10 Prozent der verlorenen Produkte in wichtigen Sorten aus.

Wissenschaftler der University of Edinburgh untersuchten, wie sie, wenn Pflanzen von Bakterien oder Viren angegriffen werden, winzige Mengen eines Gases produzieren, das als Stickoxid bekannt ist. Dieses Gas sammelt sich in Pflanzenzellen an und löst eine Reaktion des Immunsystems der Pflanze aus.

Mit einer gewöhnlichen Kresse, Arabidopsis thaliana, untersuchten die Forscher die Gene, die bei steigendem Stickoxidspiegel ausgelöst wurden. Sie fanden heraus, dass ein bisher unbekanntes Gen – das SRG1 – durch Stickoxid schnell aktiviert wird und auch bei bakteriellen Infektionen ausgelöst wird.

Weitere Analysen zeigten, dass SRG1 den Abwehrmechanismus der Pflanze freisetzt, indem es die Aktivität von Genen begrenzt, die die Immunantwort unterdrücken.

Durch die Veränderung der Aktivität des SRG1-Gens konnte das Team zeigen, dass Pflanzen mit einem höheren Anteil an Abwehrproteinen, die vom Gen produziert wurden, resistenter gegen Infektionen sind. Sie fanden auch heraus, dass Stickoxid die Immunantwort reguliert und sicherstellt, dass das Abwehrsystem der Pflanze nicht überreagiert.

Ein überaktives Immunsystem schädigt Pflanzen und stört ihr Wachstum, so wie Autoimmunerkrankungen beim Menschen das Immunsystem den Körper angreifen lassen. Forscher sagen, dass ähnliche Mechanismen wahrscheinlich in vielen anderen Arten zu finden sind, und ihre Ergebnisse könnten Einblicke in grundlegende Prozesse ermöglichen, die der Immunregulation zugrunde liegen.

Die Studie ist in Nature Communications veröffentlicht.

Mehr Informationen:
Beimi Cui et al, S-Nitrosilylierung des Zinkfingerproteins SRG1 reguliert die pflanzliche Immunität, Nature Communications (2018). DOI: 10.1038/s41467-018-06578-3

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