Molekularer Mechanismus hinter Nährstoffelement-induzierter Resistenz gegen Pflanzenkrankheiten entdeckt

So wie Menschen sich nicht nur von Pommes Frites und Brownies ernähren können, müssen auch Pflanzen eine ausgewogene Ernährung zu sich nehmen, um eine optimale Gesundheit zu erhalten und ihre Immunantwort zu stärken. Die Aufnahme von Nährstoffelementen ist für das Pflanzenwachstum, die Entwicklung und die Reproduktion notwendig. In einigen Fällen hat sich gezeigt, dass die Behandlung mit essentiellen Elementen eine Resistenz gegen Pflanzenkrankheiten auslöst, aber die schlüssige Forschung auf der molekularen Grundlage dieses Mittels war begrenzt.

In einer der wenigen Studien zur direkten Untersuchung des Mechanismus, der der Wirkung essentieller Elemente auf die Resistenz gegen Pflanzenkrankheiten zugrunde liegt, zeigen Rupali Gupta vom Volcani Institute und Kollegen, dass Nährstoffelemente die Immunantworten in Tomatenpflanzen über verschiedene Abwehrsignalwege aktivieren.

Ihre kürzlich erschienene Arbeit in Phytopathologiebeschreibt die molekulare Wirkungsweise von Kalium, Calcium, Magnesium und Natrium, um sowohl pilzliche als auch bakterielle Pflanzenkrankheiten zu minimieren.

Mit einfachen Labormethoden demonstrieren die Autoren, dass die Sprühbehandlung mit essentiellen Elementen die Immunantworten in Tomaten ausreichend aktiviert – einschließlich der Expression von Abwehrgenen, zellulärer Leckage, Produktion reaktiver Sauerstoffspezies und Ethylenproduktion – was zu Krankheitsresistenz führt. Ihre Ergebnisse deuten darauf hin, dass verschiedene Abwehr-Signalwege für die Induktion der Immunität als Reaktion auf verschiedene Elemente erforderlich sind.

Das Verständnis des genetischen Mechanismus, der diesem Prozess zugrunde liegt, kann neue Einblicke in die Verbesserung der Kultur liefern. Die korrespondierende Autorin Maya Bar kommentiert: „Wir freuen uns darauf, die molekularen Grundlagen dieses Phänomens zu untersuchen, eine weitere Facette der induzierten Resistenz zu definieren und Daten bereitzustellen, die dabei helfen werden, dieses Prinzip gezielter und reproduzierbarer auf landwirtschaftliche Systeme anzuwenden.“

Die in dieser Studie entdeckten Grundsätze der durch mineralische Nährstoffe induzierten Krankheitsresistenz können in landwirtschaftlichen Praktiken genutzt werden – zum Vorteil von Erzeugern/Landwirten und zum Schutz wertvoller Pflanzen.