5 Fragen (6)

27.08.2023

Petra Pintscher

Natürliche genetische Diversität
Wie Mikroorganismen Pflanzengesundheit fördern oder schädigen, darum geht es in einem spannenden kollaborativen überregionalen Forschungsverbund mit der Abkürzung TRR 356. Der Transregio 356 „Genetic diversity shaping biotic interactions of plants (PlantMicrobe)“ erforscht die Interaktionen zwischen Pflanzen und Mikroorganismen unter der Federführung von Prof. Dr. Martin Parniske, dem Leiter des Lehrstuhls für Genetik am Biozentrum der Ludwig-Maximilians-Universität München. Der TRR356 will natürliche genetischen Diversität nutzen um verborgene molekulare Schätze zu heben, die wesentlich zur Pflanzengesundheit beitragen.

Prof. Parniske, können Sie bitte einem Laien kurz erklären, worum es bei dieser Forschungsarbeit genau geht?

Prof. Dr. Martin Parniske: Pflanzen sind überall in direktem Kontakt mit anderen Lebewesen, die ihre Evolution nachhaltig mitbestimmt haben und weiter bestimmen. Das Spektrum reicht von mutualistischen Bakterien und Pilzen über Krankheitserreger bis hin zu bestäubende Insekten und grasenden Säugetieren. An allen diesen Berührungspunkten des molekularen Angriffs und der Abwehr entstehen ständig neue evolutionäre Erfindungen oder Varianten, also genetische Diversität. Diese Diversität entsteht auf verschiedenen Ebenen auf der Seite der Pflanzen und auf der Seite der interagierenden Lebewesen. Diese Ebenen umfassen zum Beispiel die Erkennung und Tarnung, die Anlockung und Abschreckung, die gezielte Kultur von unterstützenden Bakterien und Pilzen, die Synthese und den Abbau von Giftstoffen und so weiter.

Wie nutzen wir genetische Diversität?

Prof. Dr. Martin Parniske: Der Zugang zu Genomsequenzen ist in den letzten Jahren deutlich einfacher und günstiger geworden. Der TRR356 kann deshalb die in dem metaphorischen Wettrüsten zwischen Pflanzen und Mikroorganismen entstandene Diversität gezielt bis auf das einzelne Basenpaar genau erforschen.

Warum ist dieses Projekt so wichtig?

Prof. Dr. Martin Parniske: Landwirtschaft ist das Fundament der menschlichen Zivilisation. Gesunde Pflanzen sind für eine ausreichende und gesunde Ernährung des Menschen unersetzlich. Ein detailliertes Wissen um die genetischen Komponenten, die zur Pflanzengesundheit beitragen, ist deshalb von existentieller Bedeutung. An dieser Stelle setzt der TRR356 ein.

Und welchen Nutzen wird die Forschungsarbeit für wen haben?

Prof. Dr. Martin Parniske: In den letzten Jahrzehnten wurde ganz wesentlich darauf gebaut, Nutzpflanzen mit Pestiziden, Fungiziden und anderen Pflanzenschutzmitteln (wie zum Beispiel Kupfer) gesund zu spritzen. Dieser Eintrag von toxischen Substanzen könnte durch verstärkten und gezielten Einsatz von natürlichen Resistenzen deutlich reduziert werden. Dadurch würde nicht nur die europäische Landwirtschaft (sowohl die industrielle als auch die biologische) ein ganzes Stück nachhaltiger werden, sondern auch solche Länder profitieren, in denen der Zugang zu chemisch hergestellten Spritzmitteln ökonomisch oder infrastrukturell erschwert ist.

Welche Rolle spielt der Botanische Garten München-Nymphenburg?

Prof. Dr. Martin Parniske: Die Biodiversität der Pflanzen ist riesig. Der Botanische Garten kann auf seiner kleinen Fläche einen kleinen, aber sehr anschaulichen Querschnitt durch diese Diversität bieten, und trägt zusätzlich zum Erhalt seltener bzw. bedrohter Pflanzen bei. Eine besondere Rolle kommt der benachbarten Botanischen Staatsammlung zu, die durch wertvolle Herbarbelege Zugang zu einer mehrfach größeren Diversität ermöglichen. Zum Beispiel ist die artenreichste Gattung der Bedecktsamer, die Leguminose Astragalus, die stickstofffixierende Symbiosen eingeht, mit mehr als 1000 Arten im Herbar abgelegt. Herbarbelege enthalten Genome, die entschlüsselt werden können. Der TRR356 profitiert von dieser Schatzkiste durch einfachen Zugang zu wertvollen Materialien und Kollaboration mit Experten, die hier eindeutige Artenbestimmung nachhalten können.

Der TRR356 und die Öffentlichkeit profitieren ganz besonders vom Öffentlichkeitsarbeitsprojekt des TRR356, welches von der Leiterin des Botanischen Gartens und der Botanischen Staatsammlung, Frau Prof. Dr. Gudrun Kadereit, in Zusammenarbeit mit der Molekularbiologin und Didaktikexpertin Dr. Dagmar Hann geleitet wird.

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