Ein Leguminosen-Locus stimuliert eine promiskuitive Interaktion mit Bodenbakterien

Während Promiskuität unter Menschen oft verachtet wird, kann symbiotische Promiskuität bei anderen Arten ein Zeichen für hervorragende Teamarbeit sein. Das Pflanzenwachstum, insbesondere bei Hülsenfrüchten, gedeiht durch gegenseitige Wechselwirkungen mit Bodenbakterien, die allgemein als Rhizobien bekannt sind. Eine erfolgreiche Wechselwirkung gipfelt in der Bildung eines Wurzelknollens, in dem Rhizobien der Pflanze Stickstoff liefern. Diese Assoziation beruht auf komplexen chemischen Dialogen, die die Pflanzen-Bakterien-Verträglichkeit einschränken. Es können jedoch Ausnahmefälle von symbiotischer Promiskuität auftreten, und bestimmte Leguminosen können stickstofffixierende Knötchen mit verschiedenen Rhizobien entwickeln.

Eine kürzlich veröffentlichte Studie in Molekulare Pflanzen-Mikroben-Wechselwirkungen von Mohammad Zarrabian von der Universität Aarhus und Kollegen entdeckten einen solchen Fall mit der Hülsenfrucht Lotus burttii. Während die eng verwandte Art Lotus japonicus Knötchen mit nur zwei Stämmen entwickelte, zeigten die Forscher, dass L. burttii aufgrund einer einzigen Region oder eines einzigen Locus im L. Burttii-Genom.

Diese außergewöhnliche symbiotische Promiskuität unabhängig vom Rhizobienstamm weist darauf hin, dass der Locus wertvolle Informationen über genetische Elemente in der Leguminosen-Rhizobien-Symbiose enthält. In diesem Zusammenhang konzentrierten sich die Studien hauptsächlich auf die bakterielle Perspektive, aber die Analyse der pflanzlichen Perspektive enthüllte eine genetische Schlüsselregion für die Rhizobienkompatibilität in L. burttii.

Laut dem korrespondierenden Autor Stig U. Andersen kann die genetische Analyse in dieser Studie zu einer Verbesserung der Pflanzen führen, indem sie ihr Wachstum auf natürliche Weise durch symbiotische Assoziationen fördert. „Unsere Studie legt den Grundstein für das Verständnis der Genetik der symbiotischen Promiskuität von Leguminosen“, kommentiert Andersen. „Dies kann die Entwicklung von Nutzpflanzen ermöglichen, die einen bestimmten Symbionten bevorzugen oder in der Lage sind, mit einer breiten Palette von Symbionten zu interagieren, je nachdem, was in einem bestimmten landwirtschaftlichen System wünschenswert ist.“

Diese Forschung legt die bemerkenswerte Vielfalt der Leguminosen-Rhizobium-Wechselwirkungen in Bezug auf das Wirtsspektrum und die Ergebnisse der symbiotischen Interaktion offen, ein Studiengebiet, das für weitere Grabungen und Kultivierung fruchtbar ist.