Erbgut von Gersten-Mehltau entschlüsselt

Mehltau ist eine gefürchtete Pflanzenkrankheit. Die Infektion führt bei Kulturpflanzen jedes Jahr zu riesigen Ernteausfällen. Jetzt ist es einem europäischen Forschungsteam, darunter Pflanzenbiologen der Universität Zürich, gelungen, erstmals das Erbgut eines Mehltau-Pilzes zu entschlüsseln. Die neuen Erkenntnisse sind ein erster Schritt in Richtung fungizidfreier Mehltau-Bekämpfung.

Mehltau ist eine der verheerendsten Pflanzenkrankheiten überhaupt: Über 10‘000 Pflanzenarten können von Mehltau-Pilzen infiziert werden. Bei Kulturpflanzen verursachen Mehltau-Infektionen weltweit jedes Jahr Ernteausfälle von mehreren Millionen Tonnen. Mehltau wird in der europäischen Agrarwirtschaft mit Hilfe von Fungiziden wirkungsvoll bekämpft. Doch die Pilze bilden schon nach kurzer Zeit Resistenzen, so dass laufend neue Fungizide entwickelt werden müssen. Anders sieht es in Drittweltländern aus: Dort fehlen oft die finanziellen Mittel für den Einsatz von Fungiziden, so dass es zu riesigen Ernteausfällen kommt. Gegen Mehltau resistentere Kulturpflanzen wären deshalb von grossem Nutzen. Zudem könnte der Einsatz von Fungiziden massiv gesenkt werden.

Ein europäisches Forscherteam unter der Leitung des Imperial Colleges in London hat nun erstmals das Genom eine Mehltau-Pilzes vollständig entschlüsseln können. Die Untersuchungen wurden an Mehltau-Pilzen vorgenommen, die Gerste befallen. Bioinformatische Analysen dazu wurden von Simone Oberhänsli, Francis Parlange und Thomas Wicker am Institut für Pflanzenbiologie der Universität Zürich durchgeführt. Wie aus der eben im renommierten Wissenschaftsmagazin Science erschienenen Arbeit hervorgeht, weist der Mehltau-Pilz interessante Eigenarten auf. «Das Genom des Mehltau-Pilzes ist im Vergleich zu anderen Pilzen um ein Vielfaches grösser. Es besteht zu grossen Teilen aus repetitiver DNA, sogenannter Junk-DNA, deren Funktion unklar ist,» erläutert der Zürcher Pflanzenbiologe Thomas Wicker die neuen Erkenntnisse. Mehltau-Pilzen fehlen eine Vielzahl von Genen aus dem Primär- und Sekundärstoffwechsel. Die Forscher vermuten, dass dieses Fehlen mit der parasitären Lebensform des Mehltau-Pilzes im Zusammenhang steht.

Um geeignete Bekämpfungsmassnahmen gegen Mehltauinfektionen zu entwickeln, ist es zentral, den Krankheitsverlauf genau zu verstehen und die krankheitsauslösenden zu Faktoren kennen. Zudem werden Vergleiche mit anderen Mehltau-Genomen Aufschluss über die Verwandtschaftsbeziehungen, Evolution und Wirtsspezifität dieser Pathogene geben. Die Verfügbarkeit des Erregergenoms eröffnet nun erstmals die Möglichkeit, gezielt nach jenen genetischen Eigenschaften zu suchen, die Mehltaupilze befähigen, die Pflanze krank zu machen. Mit Hilfe der Genomforschung wird versucht, resistentere Pflanzenlinien zu züchten und neue Wege zur Krankheitsprävention und -bekämpfung zu finden.
Pietro D. Spanu et al., Genome Expansion and Gene Loss in Powdery Mildew Fungi Reveal Functional Tradeoffs in Parasitism, in: SCIENCE, November 10, 2010, MS no: RE1194573/LK/BOTANY

Literatur: