ForschungsReport 2000-2 - BMELV-Forschung

Züchtungsforschung
währt, obgleich ihr Gewebe durchaus anfällig
für die Nassfäule ist.
Gelangen die Bakterien trotz allem in
das Gewebe, so werden die pflanzlichen
Abwehrmechanismen aktiviert. Denn
Pflanzen erkennen eine mikrobielle Infektion
an bestimmten Signalstoffen, den so
genannten Elicitoren, die in Verbindung
mit dem pathogenen Angriff entstehen.
Als solche wirken zum Beispiel die von
den Erwinia-Pektatlyasen gebildeten
Oligogalacturonide (OG). Von den OG induzierte
Abwehrreaktionen der Pflanze
hindern die Ec-Bakterien, sich zu etablieren.
Abb. 4: Mit einer Ec-Pektatlyase aus Kartoffelknollengewebe
freigesetzte Zellen
Eine der wichtigsten Reaktionen in
Verbindung mit der Erwinia-Nassfäule ist
der autolytische Zelltod, der im unmittelbaren
Bereich der mikrobiellen Infektion
aktiviert wird. Dadurch werden phenolische
Verbindungen aus den pflanzlichen
Zellen freigesetzt, die gemeinsam mit
ihren Oxidationsprodukten bakterizid
wirken. Die Pflanze opfert also einen Teil
ihrer gesunden Zellen, um sich vor
den Pathogenen zu schützen. Darüber
hinaus werden die Zellwänden durch Einlagerung
von Lignin und Suberin verstärkt.
42
Typisch für eine erfolgreiche Abwehr
der Pathogene ist die Bildung von so genannten
Nekrosen. Dabei wird das noch
gesunde pflanzliche Gewebe nach und
nach von einer Schicht aus abgestorbenen,
verkorkten Zellen überlagert und so
geschützt. Diese kann von den Erwinia-
Bakterien nicht mehr durchdrungen werden.
Das heißt, den Bakterien werden
letztlich die Nährstoffe entzogen, und sie
sterben ab. Später werden eine Reihe
weiterer Stoffe gebildet, welche die Bakterien
und/oder deren Enzyme hemmen.
Entscheidend für eine erfolgreiche Abwehr
ist jedoch immer, dass die Pflanze
möglichst schnell auf den
pathogenen Angriff reagiert.
Denn in der Anfangsphase
einer Infektion ist
die Erregerdichte noch
gering und daher leichter
zu überwinden. Werden
die Bakterien zu spät erkannt
oder ist die Invasion
zu massiv, greift der
natürliche Schutzmechanismus
der Pflanze nicht
mehr. Sie hat den „Wettlauf”
verloren, und die
Krankheit breitet sich ungehindert
aus.
Neue
Resistenzquellen
Die Kartoffelsorten
sind alle mehr oder weniger anfällig gegenüber
der Erwinia-Nassfäule. Schäden
lassen sich bisher nur durch geeignete
pflanzenbauliche Maßnahmen begrenzen.
Erfolge in der Züchtung setzen die
Erschließung neuer Resistenzquellen voraus,
wobei ihre Übertragung in unsere
Kulturkartoffeln sehr aufwändig ist. Heute
bietet die Gentechnologie eine Alternative.
Sie ermöglicht es, schneller neue
Resistenzquellen zu erschließen und
Gene, die eine Verbesserung der Resistenz
bewirken, gezielt in wichtige Sorten
zu übertragen. Auch in unseren Arbeiten
ist sie ein wertvolles Hilfsmittel.
In Zusammenarbeit mit dem Carlsberg
Laboratorium (Dänemark) sind am BAZ-
Institut für Stressphysiologie und Roh-
FORSCHUNGSREPORT 2/2000