Pflanzen sind verschiedenen biotischen Belastungen ausgesetzt, wobei der Fraß durch Insekten besonders zerstörerisch ist. Herkömmliche chemische Insektizide zur Bekämpfung dieser Schädlinge bergen Risiken für die Umwelt und die Gesundheit.
Neuere Studien legen nahe, dass Pflanzen nützliche Mikroben rekrutieren können, um diesen Stress zu mildern. Das Verständnis dieser natürlichen Abwehrmechanismen ist für die Entwicklung umweltfreundlicher Schädlingsbekämpfungsmethoden von entscheidender Bedeutung.
Aufgrund dieser Herausforderungen besteht ein wachsender Bedarf an eingehender Forschung darüber, wie die Wechselwirkungen zwischen Pflanzen und Mikroben die Widerstandsfähigkeit von Pflanzen verbessern und nachhaltige Alternativen zu chemischen Insektiziden bieten können.
Eine Studiedurchgeführt von Forschern der Zhejiang-Universität und veröffentlicht in Gartenbauforschung am 26. April 2024 untersucht, wie Angriffe von Blattminierfliegen auf Augenbohnenpflanzen die wurzelassoziierte Mikrobiota verändern. Mithilfe fortschrittlicher Sequenzierungstechniken deckt die Forschung signifikante Veränderungen in der Struktur und Funktion der mikrobiellen Gemeinschaft als Reaktion auf Herbivoriestress auf.
Die Studie unterstreicht die entscheidende Rolle wurzelassoziierter Mikrobiome bei der Stärkung der Abwehrmechanismen von Pflanzen. Nach einem Befall mit Minierfliegen wiesen Augenbohnenpflanzen eine signifikante Anreicherung stickstofffixierender Bakterien, insbesondere der Art Bradyrhizobium, in ihrer Rhizosphäre auf.
Diese Veränderung in der Struktur und Funktion der mikrobiellen Gemeinschaft wurde mithilfe moderner Sequenzierungstechniken aufgedeckt. Die angereicherten Mikroben waren mit einer verbesserten Pflanzenleistung und erhöhten Proteaseinhibitor-Werten verbunden, die für die Verringerung der Fitness der Miniermotten entscheidend sind. Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass Pflanzen nützliche Mikroben aktiv rekrutieren können, um ihre Abwehrkräfte gegen oberirdische pflanzenfressende Insekten zu stärken.
Diese Rekrutierung unterstützt die Stressreaktion der Pflanze und verbessert ihre Widerstandsfähigkeit und allgemeine Gesundheit. Diese Erkenntnisse über die Wechselwirkungen zwischen Pflanzen und Mikroben bieten eine vielversprechende Grundlage für die Entwicklung nachhaltiger landwirtschaftlicher Praktiken, die natürliche Abwehrstrategien nutzen und den Bedarf an schädlichen chemischen Insektiziden verringern.
Dr. Ying Zhou, einer der Hauptautoren der Studie, erklärte: „Unsere Erkenntnisse enthüllen einen neuen Aspekt der Pflanzenabwehr und zeigen, wie wurzelassoziierte Mikrobiota eine entscheidende Rolle bei der Stärkung der Widerstandsfähigkeit von Pflanzen gegen pflanzenfressende Insekten spielen. Diese Forschung eröffnet neue Möglichkeiten für nachhaltige landwirtschaftliche Praktiken.“
Das Verständnis der Wechselwirkung zwischen Pflanzen und ihren wurzelassoziierten Mikrobiomen bietet vielversprechende Strategien für die Entwicklung umweltfreundlicher Schädlingsbekämpfungsmethoden. Durch die Nutzung dieser natürlichen Pflanzenabwehrmechanismen können wir die Abhängigkeit von chemischen Insektiziden verringern und die Produktivität und Nachhaltigkeit der Ernten verbessern.
Mehr Informationen:
Yang Gao et al., Pflanzen, die oberirdisch von Minierfliegen befallen werden, verändern die unterirdische Mikrobiota, um die Abwehr der Pflanze zu verbessern, Gartenbauforschung (2024). DOI: 10.1093/hr/uhae121
Zur Verfügung gestellt von der Zhejiang-Universität