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Cleverer Natur-Pflanzenschutz

Pilz-Impfung gegen Tomaten-Würmchen

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Wenn Tomatenpflanzen mit Nematoden befallen sind, bilden sich an den Wurzeln knotige Gallen (Foto: Ainhoa Martínez-Medina)
Ernte gefährdet: Gefräßige Wurzel-Würmchen machen Tomatenpflanzen schlapp. Doch offenbar kann ein Pilz den Pflanzen helfen, sich gegen die Schädlinge zu verteidigen, berichten Forscher. Möglicherweise könnte demnach eine Pilz-Impfung dem Tomaten-Anbau zugutekommen.

Man nennt die winzigen Würmchen Nematoden – im Fall der Tomate ist es die Art Meloidogyne incognita, die sich an den Wurzeln der Pflanzen zu schaffen macht. Den Befall erkennt man an kleinen Gallen, welche von den Schädlingen an den Wurzeln hervorrgerufen werden. Letztlich beeinträchtigt der Schaden die Funktion der Wurzeln und damit die Leistungskraft der ganzen Pflanze. Völlig hilflos ist die Tomate allerdings nicht: Bei Befall bildet sie Substanzen, die giftig oder abschreckend für die Parasiten sind. Die Produktion dieser Verbindungen wird von bestimmten Pflanzen-Hormonen wie Salicyl- und Jasmonsäure koordiniert. Allerdings ist diese Reaktion oft nicht schnell und effektiv genug.

Ein „Freund“ stärkt die natürliche Abwehrkraft

Nun haben die Forscher um Ainhoa Martinez-Medina von der Friedrich-Schiller-Universität Jena festgestellt, dass die natürliche Abwehrreaktion deutlich stärker ausfällt, wenn die Tomatenpflanzen einen Verbündeten haben – wenn sie von einem freundlichen Pilzgeflecht der Gattung Trichoderma besiedelt sind. „Der Pilz fördert die Immunabwehr der Pflanze, indem er die Produktion giftiger Substanzen bei einen Nematodenangriff ankurbelt. Dies führt dazu, dass weniger Nematoden in die Wurzeln eindringen, die Fruchtbarkeit der Nematoden abnimmt und sich weniger Wurzelgallen bilden“, erklärt Martinez-Medina.

Um das Zusammenspiel zwischen Tomatenpflanzen, Pilz und Nematoden genau zu untersuchen, haben sie und ihre Kollegen Vergleichs-Untersuchungen mit Versuchspflanzen durchgeführt: Befall mit Nematoden versus keine Nematoden sowie Besiedelung mit Pilz versus kein Pilz. Im Anschluss wurden bei allen Pflanzen die Anzeichen erfasst, die Rückschlüsse zulassen, inwieweit das Abwehrprogramm bei ihnen aktiviert war. Konkret: Wie aktiv waren Markergene, die an den Abläufen beteiligt sind, die durch die Hormone Salicyl- und Jasmonsäure gesteuert werden.

Biologischer Pflanzenschutz!

Es zeigte sich: Die mit dem Trichoderma-Pilz besiedelten Pflanzen waren besser gewappnet – sie konnten sich gegen einen Nematoden-Befall schneller verteidigen. „Diese Präparation ist vergleichbar mit einer Schutzimpfung bei uns Menschen, durch die unser Immunsystem lernt und so später effektiver auf eine Infektion reagieren kann“, erklärt Martínez-Medina.

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Wie sie und ihre Kollegen festsellten, passt sich die pilzinduzierte Resistenz sogar an die jeweilige Phase des Nematoden-Befalls an: Zu Beginn fördert der Pilz die durch Salicylsäure gesteuerte Verteidigung in den Wurzeln, was zu einer höheren Widerstandsfähigkeit gegen das Eindringen der Würmer führt. Später, wenn die Nematoden schon an den Wurzeln fressen, erhöht der Pilz hingegen die Widerstandsfähigkeit der Pflanze über die Jasmonat-Konzentrationen, wodurch die Entwicklung und Reproduktion der Nematoden gehemmt wird.

In Zukunft könnte das Wissen über die Vorteile der Pilz-Besiedelung dazu beitragen, nachhaltige Lösungen für die Landwirtschaft zu entwickelt, sagen die Wissenschaftler: „Pflanzen-Impfungen auf Basis der hilfreichen Mikroben könnten helfen, die Pflanzen gegen Krankheitserreger und Schädlinge zu immunisieren und so auf nachhaltige Weise Ernteausfälle durch Infektionen einzudämmen“, so Martínez-Medina. Das Motto lautet also: Erst einmal die Verfahren der Natur nutzen und optimieren, bevor man die Chemie-Keule auspackt.

Quelle: Deutsches Zentrum für integrative Biodiversitätsforschung (iDiv) Halle-Jena-Leipzig

© natur.de – Martin Vieweg
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