Tomaten, Bananen, Kohl, Melonen, Kürbisse und Gurken … sind nur einige der 150 Nutzpflanzen von kommerziellem Interesse, die Opfer von Fusarium oxysporum sind, einem der bedeutendsten Krankheitserreger der Welt, der aufgrund seiner Verluste in Millionenhöhe Verluste in Millionenhöhe verursacht und seine Fähigkeit, verschiedene Pflanzenarten anzugreifen. Obwohl es mehr als 30 Jahre lang unbemerkt im Boden bleiben kann, wächst es, wenn es die Wurzeln einer Wirtspflanze entdeckt, auf diese zu, besiedelt deren Gefäßsystem und führt zum Welken der Pflanzen.
Der Einsatz von Fungiziden, Fruchtfolge und die Entwicklung resistenter Sorten gehören zu den landwirtschaftlichen Praktiken, die sich aufgrund ihrer hohen Anpassungsfähigkeit als unzureichend zur Bekämpfung erwiesen haben. Nun ist es der Forschungsgruppe Fungal Pathogenesis Molecular Genetics an der Universität Cordoba gelungen, die Virulenz des Pathogens durch die Entwicklung einer neuen Strategie abzuschwächen: Sie verändert einen Zellweg genetisch und lässt ihn „glauben“, dass er über die notwendigen Ressourcen verfügt, ohne dass dies nötig ist Pflanzen infizieren.
Der Schlüssel: Den Pilz „verwirren“.
Was würde passieren, wenn ein Mensch, der Nahrung benötigt, eine Reihe chemischer Signale erhält, die ihm anzeigen, dass er im Gegenteil gesättigt ist und über ausreichende Ressourcen verfügt? Dies ist trotz der offensichtlichen Unterschiede der Ansatz, der der wissenschaftlichen Arbeit zugrunde lag.
„Seit Jahrzehnten wird angenommen, dass Nährstoffmangel ein Signal ist, das eine Infektion auslöst“, erklärt der Forscher Manuel Sánchez, einer der Autoren der Studie. Basierend auf dieser Prämisse hat die Studie ein Gen aus dem Pilz entfernt, das für ein Protein namens Tsc2 kodiert. Durch die Eliminierung dieses Proteins, so die Ergebnisse der Studie, sei es möglich, einen zellulären Stoffwechselweg dauerhaft zu aktivieren, der auf natürliche Weise in Gang gesetzt werde, wenn der Erreger über die notwendigen Nährstoffe verfüge.
„Das ist so, als würde man dem Pilz sagen, dass er keine Ressourcen benötigt, was Verwirrung stiftet“, betonte der Forscher. Obwohl sich der Mikroorganismus in einer Umgebung befindet, in der er seine Infektionsmechanismen in Gang setzen sollte, erhält er eine Reihe von Signalen, die ihm mitteilen, dass er über die notwendigen Nährstoffe verfügt, um zu überleben, ohne etwas infizieren zu müssen. Kurz gesagt, es geht darum, genetisch mit seinem Hunger zu spielen, ein bisschen mit chemischen Tricks.
Das geht aus den Ergebnissen der Studie hervor, die in der Fachzeitschrift veröffentlicht wurden Molekulare Pflanzenpathologie Dieser gentechnisch veränderte Stamm von Fusarium oxysporum wurde mithilfe von Infektionstests an Tomatenpflanzen durchgeführt und verringerte seine Fähigkeit, in die Wurzel einzudringen und daran zu haften, wodurch seine Virulenz abgeschwächt wurde.
Die Arbeit, an der auch die Forscher Gasabel Yaneth Navarro Velasco und Antonio Di Pietro beteiligt waren, bringt ein mittel- und langfristiges Ziel in den Vordergrund: die Entwicklung einer antimykotischen Strategie, die diese Reaktion außerhalb des Labors reproduziert.
Mehr Informationen:
Gesabel Yaneth Navarro-Velasco et al.: Die konstitutive Aktivierung des TORC1-Signals schwächt die Virulenz im königsübergreifenden Pilzpathogen Fusarium oxysporum ab, Molekulare Pflanzenpathologie (2023). DOI: 10.1111/mpp.13292