Pathogene bekämpfen Rettet die Schokolade!

Der Pilz Phytopthora palmivora gedeiht besonders gut in warmen, nassen Gebieten. Ausgewachsene Kakaopflanzen haben gegen ihn einen Abwehrmechanismus, doch eine noch sehr junge Pflanze ist diesem Pilz ausgeliefert. Botaniker vom Smithsonian Tropical Research Institute haben diesen Abwehrmechanismus nun auch auf die Babypflanzen übertragen können.

Zwei Jahrzehnte der Forschung haben gezeigt, dass tropische Pflanzen ihr eigene Version von Mikroben zum Schutz vor Krankheitserregern haben. Der Pilz Colletotrichum tropicale bildet zum Beispiel eine symbiotische Beziehung zu Pflanzen, nimmt ihre Blätter ein und macht sie unappetitlich für Insekten und feindselig für die Erreger.

Gesundheit kommt von der Mutter

„Wenn menschliche Babys den Geburtskanal passieren, bekommen ihre Körper eine Reihe von Bakterien und Pilzen von ihrer Mutter. Diese Mikroben stärken ihr Immunsystem und machen das Baby gesünder“, sagte Doktorandin Natalie Christian der Universität von Indiana in einer Erklärung. „Wir haben gezeigt, dass ein analoger Prozess in Pflanzen passiert: Erwachsene Kakaobäume geben auch Schutzmikroben an Baby-Kakaopflanzen weiter.“

Da Sämlinge aus Samen entspringen, anstatt durch den Körper der Mutter geboren zu werden, ist die Übertragung dieser schützenden Bakterien und Pilze schwierig. Um zu beobachten, wie das geschieht, haben Christian und ihr Team Kakaosamen in einer sterilen Umgebung sprießen lassen. Anschließend wurden die Setzlinge mit dem P. palmicora infiziert, dessen Name „Pflanzenzerstörer“ bedeutet und für den Verlust von 10-20 Prozent des globalen Kakaos verantwortlich gemacht wird.

Dann teilten sie die Babypflanzen in Gruppen, platzierten tote Blätter von gesunden Kakaopflanzen in einem Satz, gemischte Blätter aus dem Waldboden in einem anderen Satz und gar keine Blätter im dritten Satz. Anschließend gaben sie den verschiedenen Sätzen Mikroben zu, die auf den Blättern landeten und sie kolonisierten die jungen Pflanzen.

Der Pilz ließ keinen Raum mehr für andere Mikroben

Durch die Kultivierung der mikrobiellen Gemeinschaften der Sämlinge und der Sequenzierung der Pilz-DNA bestätigte Christian, dass der Unterschied darin lag, ob die Pflanze vom C. tropicale geschützt wurde oder nicht. Der gesunde Pilz machte es den pathogenen Äquivalenten schwer, Raum zu gewinnen. Das bedeutet, dass der C. tropicale aus Blattstreu von erwachsenen Pflanzen in der Lage ist, schnell in junge Blätter hinein zu kommen und andere Mikroben, einschließlich Krankheitserreger, zu verdrängen und sie so vor der Kolonisierung bösartiger Pilze und Bakterien zu bewahren.

Kakao-Landwirte können von dieser Arbeit profitieren, indem sie ihre Kulturen von den gesunden Pflanzen impfen. Die Forscher hoffen, die Arbeit als Launchpad zu verwenden, um zu verstehen, wie sich mikrobielle Gemeinschaften in der Wildnis entwickeln. Die Ergebnisse zeigen, wie Pflanzen davon profitieren können, in der Nähe ihrer Angehörigen zu wachsen und den Gefahren entgegenzuwirken, die bei hohen Dichten einer einzelnen Spezies auftreten, die die Parasiten verbreiten.