Pathogen-Effektor-Charakterisierung für eine verheerende Pflanzenkrankheit

Manchmal haben die Nischen-Pflanzenpathogene die größte Schlagkraft. Dies ist der Fall für die Zitrusindustrie in Florida, deren Orangenproduktion seit der Einführung von Huanglongbing (Zitrusgrün) im Jahr 2005 um 70 % zurückgegangen ist.

Diese Krankheit wird durch das Bakterium Candidatus Liberibacter asiaticus verursacht, das sich – im Gegensatz zu den meisten bakteriellen Pflanzenpathogenen – über ein fliegendes Insekt ausbreitet. Wenn sich das Insekt vom zuckerhaltigen Saft einer Pflanze ernährt, lagert es die Bakterien in den Adern der Pflanze ab, direkt im Phloem, wodurch die Bakterien dieser Transportautobahn durch die Pflanze folgen können.

Ein naher Verwandter des Citrus Greening Pathogens, Candidatus Liberibacter solanacearum (CLso), ist ein neu auftretender Pathogen von Tomaten und Kartoffeln. Da dieses Bakterium außerhalb seiner Wirte nicht überleben kann, ist nur sehr wenig darüber bekannt, einschließlich dessen, wie es Krankheiten verursacht. Eine aktuelle Studie unter der Leitung von Paola Reyes Caldas von der University of California, Davis, hat sekretierte Proteine ​​des Erregers CLso entdeckt und charakterisiert. Diese Proteine, sogenannte Effektoren, liefern Hinweise auf die Manipulationstaktiken, die dieses Bakterium anwendet, um seinen pflanzlichen Wirt zu unterwerfen.

Neu erschienen in Molekulare Pflanzen-Mikroben-Wechselwirkungenergab die Studie, dass diese Effektoren sowohl in der Pflanze als auch im Insektenwirt vorhanden sein können. Sobald sie sich in der Pflanze befinden, können diese Effektoren auf verschiedene Teile der Zelle wie den ikonischen Chloroplasten abzielen, die für die Pflanze für die Photosynthese von entscheidender Bedeutung sind.

Außerdem sind diese Effektoren insofern mobil, als sie von einer Pflanzenzelle zur anderen wandern können. Die korrespondierende Autorin Gitta Coaker kommentiert: „Diese Effektoren können sich auch von Zelle zu Zelle bewegen, was erklären könnte, wie Liberibacter die Pflanze manipulieren kann, während es auf das Phloem beschränkt bleibt. Im Gegensatz zu Effektoren von kultivierbaren blattbesiedelnden Bakterien unterdrückt die Mehrheit der Liberibacter-Effektoren die Pflanze nicht Immunantworten, was darauf hindeutet, dass sie einzigartige Aktivitäten besitzen.“

Ob diese einzigartigen Aktivitäten die Phloemumgebung oder die Attraktivität von Insekten verändern, um die Ausbreitung von Krankheitserregern zu erleichtern, bleibt abzuwarten, aber diese Forschung bietet einen spannenden Ausgangspunkt, um diese komplexe Krankheit zu enträtseln. Sobald die Ziele dieser Effektoren identifiziert sind, könnte die gentechnische Veränderung dieser wichtigen Nutzpflanzen zur Verhinderung von Manipulationen eine fruchtbare Lösung für die Behandlung dieser Krankheiten sein.