Forscher identifizieren Gen der Rebe, das Reben gegen einen ernteschädigenden Pilz stärkt

Eine in der Fachzeitschrift Plant Physiology veröffentlichte Studie berichtet, dass ein als VvMYB3R5 bekanntes Gen der Rebe eine zentrale Rolle dabei spielt, Reben gegen Colletotrichum viniferum widerstandsfähig zu machen, einen pilzlichen Erreger, der Weintrauben schädigt und die Fruchtqualität mindert.

Die Arbeit identifiziert VvMYB3R5, einen 3R-MYB-Transkriptionsfaktor, als positiven Regulator der Abwehrreaktion der Pflanze. Transkriptionsfaktoren sind Gene, die dabei helfen, andere Gene an- oder auszuschalten. In diesem Fall fanden die Forscher heraus, dass VvMYB3R5 die Produktion von Proanthocyanidinen, kurz PAs, beeinflusst, Verbindungen, die Teil der natürlichen chemischen Abwehr der Pflanze sind.

Nach der Studie verursacht C. viniferum eine schwere Krankheit in der Rebe und kann erhebliche Auswirkungen sowohl auf den Ertrag als auch auf die Qualität haben. Das macht die Ergebnisse relevant für Erzeuger, die nach Möglichkeiten suchen, Verluste zu begrenzen, ohne sich nur auf externe Maßnahmen zur Krankheitsbekämpfung zu verlassen. Reben sind wirtschaftlich nicht nur für frische Früchte wichtig, sondern auch für die Weinproduktion, sodass jeder genetische Weg, der mit stärkerer Krankheitsresistenz verknüpft ist, letztlich auch für die Getränkeindustrie relevant werden könnte, wenn er dazu genutzt werden kann, Ernten zu schützen und die Fruchtqualität in Weinbergen zu erhalten.

Die Forscher sagten, funktionelle Tests hätten ein klares Muster gezeigt. Wurde VvMYB3R5 überexprimiert, also die Pflanze darauf ausgelegt, mehr davon zu produzieren, stiegen die Proanthocyanidinwerte und die Reben zeigten eine größere Resistenz gegen den Pilz. Wurde das Gen stillgelegt, sanken die PA-Werte und die Pflanzen wurden anfälliger für einen Pilzbefall. Die Ergebnisse weisen auf einen direkten Zusammenhang zwischen der Aktivität dieses Transkriptionsfaktors, dem Aufbau schützender Verbindungen und der Fähigkeit der Rebe hin, eine Infektion abzuwehren.

Proanthocyanidine sind sekundäre Metabolite, eine Klasse pflanzlicher Verbindungen, die oft Schutzfunktionen erfüllen. In Reben gelten sie bereits als wichtige Bestandteile der normalen Zusammensetzung von Frucht und Gewebe. Die neue Arbeit ordnet sie in dem in der Studie beschriebenen Krankheitsresistenzweg noch klarer ein und legt nahe, dass die Fähigkeit der Rebe, diese Verbindungen anzureichern, beeinflussen kann, wie stark sie auf das Vorhandensein des Erregers reagiert.

Die Studie ergänzt eine breitere Anstrengung in der Pflanzenwissenschaft, Gene zu identifizieren, die genutzt werden können, um die Widerstandsfähigkeit von Nutzpflanzen von innen heraus zu stärken. Statt sich nur auf den Pilz zu konzentrieren, richtet die Forschung den Blick auf das eigene regulatorische System der Wirtspflanze. Indem gezeigt wird, dass VvMYB3R5 die PA-Biosynthese fördert und die Resistenz verbessert, liefert die Arbeit Pflanzenzüchtern und Molekularbiologen ein konkreteres Ziel für künftige Arbeiten.

Das könnte im Laufe der Zeit praktischen Nutzen für Weinberge haben. Pilzkrankheiten können den vermarktbaren Ertrag mindern, die Fruchtqualität schwächen und den Aufwand für Erzeuger durch Pflanzenschutzmaßnahmen und Produktionsausfälle erhöhen. Bei Weintrauben kann Krankheitsdruck auch die Konstanz des Rohstoffs beeinträchtigen, der in den Keller gelangt. Ein mit VvMYB3R5 und der Proanthocyanidin-Synthese verknüpfter Resistenzmechanismus könnte daher einen möglichen Weg für Züchtungs- oder Biotechnologiestrategien bieten, die diese Risiken verringern sollen, auch wenn die Studie keine unmittelbare kommerzielle Anwendung behauptet.

Die Autoren sagten, das Verständnis der molekularen Grundlage der durch VvMYB3R5 vermittelten Resistenz könne Bemühungen unterstützen, Rebsorten durch genetische Manipulation zu verbessern. Praktisch bedeutet das, dass Forscher nun eine bessere Grundlage haben könnten, um zu testen, ob dieses Gen genutzt werden kann, um Reben zu entwickeln, die weniger anfällig für Infektionen sind und zugleich die Fruchtqualität erhalten. Für Erzeuger und Produzenten mit Bezug zu Wein und anderen aus Trauben hergestellten Getränken eröffnet das die Aussicht auf einen nachhaltigeren Weinbau, wenn künftige Forschung bestätigt, dass sich eine stärkere eingebaute Resistenz auf die Leistung im Feld übertragen lässt.