Fraunhofer-Institut für Molekularbiologie und Angewandte Oekologie IME
Dr. Michael Marner:
»Ich bin dankbar, dass ich in diesem tollen Forschungsteam einen Teil zum Verständnis der Wechselwirkungen zwischen Pflanzenpathogenese und bakteriellen Naturstoffen im Kontext des Klimawandels beitragen konnte.«
Der Klimawandel führt zu veränderten Niederschlagsmustern und häufigeren Dürreperioden. Das erhöht die Salzkonzentration im Boden und somit den Salzstress für Pflanzen, was wiederum ihre Gesundheit und Widerstandsfähigkeit beeinflusst.
In diesem Zusammenhang untersuchten Wissenschaftler*innen des Max-Planck-Instituts für Pflanzenzüchtungsforschung, der Justus-Liebig-Universität Gießen und der Naturstoffforschungsabteilung des Fraunhofer IME in Gießen die Wechselwirkungen zwischen osmotischem Stress und bakteriellen Exometaboliten. In der Studie wurde der Naturstoff Brassicapeptin A in Kulturen des Bakteriums Pseudomonas brassicacearum (R401) entdeckt. Der vorher unbekannte Naturstoff wurde als entscheidender Faktor identifiziert, der den Mikroorganismus R401 unter Salzwasserstress vom nützlichen Mitglied des Wurzelmikrobioms zu einem Krankheitserreger für Pflanzen macht. Brassicapeptin A stört die Salzhomöostase in den Pflanzen und erhöht dadurch deren Empfindlichkeit gegenüber osmotischem Stress, was die Krankheitssymptome verstärkt.
Die Forschung hebt die vielseitige interdisziplinäre Zusammenarbeit hervor, indem sie Kenntnisse aus Mikrobiologie, Naturstoffforschung, Pflanzenwissenschaften und Biochemie integriert. Mithilfe fortschrittlicher Techniken konnten die Autoren zeigen, wie die Produktion von Brassicapeptin eine transkriptionelle Umprogrammierung in Pflanzenwurzeln induziert und deren Fähigkeit beeinträchtigt, mit osmotischem Stress umzugehen. Die Ergebnisse verdeutlichen das komplexe Zusammenspiel zwischen mikrobiellen Metaboliten, pflanzlichen Reaktionen und Umweltfaktoren und bieten neue Perspektiven auf die Entstehung von Pflanzenkrankheiten in natürlichen und landwirtschaftlichen Kontexten.
Zusammenfassend zeigt die Studie, dass Brassicapeptin A eine Schlüsselrolle in der Krankheitsentwicklung spielt und dass die physiochemische Interaktion zwischen Umweltstressoren und bakteriellen Metaboliten entscheidend für das Verständnis von Pflanzenkrankheiten in komplexen Böden ist. Das Team konnte so neuartige Mechanismen mikrobieller Pathogenität aufdecken – mit weitreichenden Implikationen für eine nachhaltige Landwirtschaft und die Pflanzenresilienz in salzhaltigen Böden.
