Parasitäre Pflanzen bilden eine spezielle Struktur aus, die an Wirtspflanzen bindet und in sie eindringt – das Haustorium - um eine erfolgreiche Wirt-Parasit-Beziehung aufzubauen. Die Bildung von Haustorien ist durch Signalmoleküle, die aus der Wirtspflanzen abgeleitet sind, reguliert. Die Struktur ermöglicht es dem Parasiten Wasser und Nährstoffe aus der Wirtspflanze aufzunehmen.
Neues Bild über Ethylen-Verwendung
Um die genetische Vorgehensweise bei der Entwicklung des Haustoriums zu verstehen, identifizierten die Wissenschafter Mutanten, die Defekte in der Haustorienausbildung aufwiesen. Wie die Genomsequenzierung zeigte, wiesen die Mutanten Fehler in der Ethylensignalisierung auf, diese Gene scheinen entscheidend für die Infektion des Wirtes zu sein, wie der Hauptautor der Studie Songkui Cui feststellt. Das gasförmige Pflanzenhormon Ethylen vermittelt die Wirtserkennung in parasitären Pflanzen.
Zum ersten Mal konnte die Vermittlung der Wirtsinvasion über die Methode der „Forward genetics“ („Vom Phänotyp zum Genotyp“) identifiziert werden. Die Ergebnisse bieten ein neues Bild dafür, wie eine parasitäre Pflanze das Ethylenmolekül verwendet, um die Haustoriumentwicklung zu optimieren. Sie deuten auch darauf hin, dass die Parasiten in mehreren Phasen des Lebenszyklus die Ethylen-Signalübertragung übernommen haben. Das Wissen könnte neue Wege zur Verwendung von Ethylen und Ethylen-Inhibitoren in der Kontrolle einer breiten Variation von Unkräutern aufzeigen.
Hintergrund
Ethylen ist ein gasförmiges Pflanzenhormon, das an der Fruchtreife, der Alterung der Blätter und der Bildung von Wurzelknollen beteiligt ist. Ethylen ist auch in großem Umfang an pflanzlichen Wechselwirkungen mit Viren und zahlreichen Organismen wie Insekten und Bakterien beteiligt und verleiht Pflanzen je nach Art der Krankheitserreger entweder Resistenz oder Anfälligkeit.
Forward genetics wird verwendet, um Gene oder Sätze von Genen zu identifizieren, die ein bestimmtes Merkmal in einem Organismus erzeugen. Die in dieser Studie verwendete Modellart stammt aus einer Familie parasitärer Pflanzen, zu denen zerstörerische Unkräuter gehören. Die molekulare Basis für ihren Parasitismus ist jedoch bislang weitgehend unerforscht.
Quelle: FloralDaily/www.naist.jp
