UC-Davis-Studie zeigt: Grauschimmel passt sich jeder Kultur an

Ein Pilz, der jedes Jahr Schäden in Milliardenhöhe in der Landwirtschaft verursacht, könnte schwerer zu bekämpfen sein als Wissenschaftler bislang angenommen haben. Das legt eine neue Studie der University of California, Davis, nahe, die darauf hindeutet, dass sowohl Pflanzen als auch der Erreger selbst variabler sind, als Züchtungsprogramme bisher unterstellt haben.

Der Pilz Botrytis cinerea, besser bekannt als Grauschimmel, befällt Hunderte von Pflanzenarten und ist vielen Verbrauchern als pelziger Verderb bekannt, der sich über Blaubeeren, Tomaten und andere Erzeugnisse ausbreiten kann. Er schädigt zudem Trauben, Salat, Sojabohnen und Schnittblumen. Die neuen Studien, veröffentlicht in den Proceedings of the National Academy of Sciences, argumentieren, dass sich jahrzehntelange Bemühungen zur Züchtung resistenter Kulturen zu eng auf die Pflanzenseite der Gleichung konzentriert haben und dabei übersehen wurde, wie sich der Pilz an seinen jeweiligen Wirt anpasst.

Dan Kliebenstein, Professor am Department of Plant Sciences der UC Davis und Leiter der Arbeit, sagte, Wissenschaftler hätten lange angenommen, Pflanzen reagierten auf Pilzbefall im Großen und Ganzen ähnlich, mit nur kleinen Unterschieden von Art zu Art. Sein Team fand jedoch etwas anderes heraus. In ihren Experimenten zeigte jede Pflanze eine eigene, klar unterscheidbare Abwehrreaktion – selbst beim Vergleich eng verwandter Kulturen. In einigen Fällen sei die Reaktion so unterschiedlich gewesen, sagte Kliebenstein, dass es sich nicht nur um eine Variante desselben Musters gehandelt habe, sondern um eine grundlegend andere Strategie.

Diese Erkenntnis hilft zu erklären, warum die Resistenzzüchtung gegen Grauschimmel bislang nur begrenzte Fortschritte gebracht hat. Wenn die Abwehr einer Pflanze sich nicht ohne Weiteres auf eine andere Kultur übertragen lässt, wird es weitaus schwieriger als erwartet, Resistenzmerkmale von einer Art auf eine andere zu übertragen.

Die zweite Studie untersuchte den Pilz selbst und kam zu einem ebenso wichtigen Ergebnis. Statt sich wie ein Erreger nach dem Einheitsprinzip zu verhalten, der für jede Pflanze dieselbe Infektionsmethode nutzt, scheint Botrytis cinerea zu erkennen, worauf er wächst, und seinen Angriff entsprechend anzupassen. Kliebenstein beschrieb es so, als könne der Pilz unterscheiden, ob er auf einer Erdbeere oder einer Tomate sitzt – und dann seine Taktik wechseln.

Praktisch bedeutet das: Der Erreger könnte chemische Signale seines jeweiligen Wirts lesen und seine Reaktion so zuschneiden, dass er diese Abwehrmechanismen überwindet. Die Forscher sagten, diese Fähigkeit könnte ein Grund dafür sein, warum Grauschimmel über ein so breites Spektrum von Kulturen hinweg so erfolgreich geblieben ist.

Die Arbeit deutet auf einen möglichen Strategiewechsel bei der Bekämpfung von Pflanzenkrankheiten hin. Anstatt nur die Pflanze zu stärken oder den Pilz allgemein zu schwächen, könnten Forscher die Gene identifizieren müssen, mit denen Botrytis seinen Wirt erkennt – und dann Wege finden, dieses Sensorsystem zu verwirren. Wenn der Pilz nicht mehr erkennen kann, was er befällt, könnte sein Infektionsprozess lange genug zusammenbrechen, damit die Abwehrkräfte der Pflanze wirken können.

Die Bedeutung ist groß: Grauschimmel verursacht Schätzungen zufolge 5% bis 10% Ernteverluste bei vielen Obst- und Gemüsekulturen. Die Studien wurden von der National Science Foundation gefördert; zu den Mitautoren zählen Ritu Singh, Anna Jo Muhich, Cloe Tom, Celine Caseys, Jack McMillan, Karishma Srinivas und Lucca Faieta von der UC Davis.