Prisma

Im Selbstverteidigungsmodus

Wie Pflanzen sich vor Schäden schützen

us | Genau wie andere Lebewesen auch, besitzen Pflanzen ein Immunsystem. Wie schnell dieses auf Verletzungen reagiert, zeigte nun ein Forscherteam an der Universität Basel.
Foto: goro20 – stock.adobe.com
Wird eine Zelle verletzt, warnt sie ihre Nachbarn vor der drohenden Gefahr.

Schäden an Pflanzen können durch raue Wetterbedingungen oder Fressfeinde hervorgerufen werden. Im Labor simulierten die Wissenschaftler des Fachbereichs Botanik solche Verletzungen durch kurze, präzise Laserpulse auf einzelne Zellen der Ackerschmalwand (Arabidopsis thaliana). Sie beobachteten, dass innerhalb von wenigen Sekunden die Calcium-Konzentration in den Pflanzenzellen stark anstieg. Als Folge dessen wurde das Enzym Metacaspase 4 aktiviert. Diese Protease ist dafür zuständig, ein Vorläuferprotein zu schneiden, und bildet daraus das plant elicitor peptide 1 (Pep1). Das Peptid alarmiert umliegende Zellen, die dann defensive Mechanismen hochregulieren. Als Kontrolle verwendeten die Pflanzenphysiologen genetisch manipulierte Exemplare der Ackerschmalwand, denen das Gen für die Metacaspase fehlte. Die Pflanzen waren nicht in der Lage, das warnende Peptid zu produzieren. Infolgedessen konnten sich umliegende Zellen nicht auf einen bevorstehenden Angriff einstellen. In ihrer Publikation in Science schlagen die Forscher vor, die gewonnenen Erkenntnisse in der Pflanzenzucht einzusetzen. Durch gezielte Züchtungen könnte die Schädlings­resistenz bestimmter Nutzpflanzen gesteigert werden. |

Quelle

Hander T et al. Damage on plants activates Ca2+-dependent metacaspases for release of immunomodulatory peptides. Science 2019;363(6433). doi:10.1126/science.aar7486

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