Der Pilz Ustilago maydis, der die Brandbeulen an Mais verursacht, kann seinen Wirt erheblich schädigen. Dazu sorgt er dafür, dass die Pflanze gegen die Infektion kaum Widerstand leistet. Wie er dabei vorgeht, zeigt eine neue Studie der Uni Bonn. An den Arbeiten waren auch das Gregor Mendel Institut (Wien) sowie das Leibniz-Institut für Pflanzengenetik und Kulturpflanzenforschung in Gatersleben beteiligt.

Was bisher bekannt war…

Auslöser der Wucherungen am Infektionsort sind vom Pilz ausgeschüttete Moleküle, sogenannte Effektoren. Sie manipulieren den Stoffwechsel der Pflanze und unterdrücken ihr Immunsystem. Indem die Effektoren in einen Signalweg der Pflanze eingreifen, den das Pflanzenhormon Auxin reguliert, fördern sie Zellwachstum und -teilung. „Davon profitiert der Pilz, denn das massive Wachstum des Gewebes benötigt Energie, die dann für die Verteidigung fehlt“, erklärt Prof. Dr. Armin Djamei von der Uni Bonn. „Zudem findet der Pilz in den Wucherungen ein ideales Nährstoffangebot.“

...und neue Erkenntnisse

Die Forscher konnten jetzt fünf Pilzgene identifizieren (Tip 1 bis Tip 5), die bestimmte Effektoren herstellen. Diese können sich an das Maisprotein „Topless“ binden. Topless ist eine Schaltstelle, die verschiedene Signalwege unterdrückt. Die produzierten Effektoren heben diese Unterdrückung auf – und zwar ganz spezifisch für Signalwege, die dem Pilz nützen, z.B. den Auxin-gesteuerten Wachstumssignalweg. Andere Signalwege werden dagegen nicht beeinflusst.

Die Forschenden fanden auch heraus, dass die Tip-Effektoren vom Maisbeulenbrand auch in Auxin-Signalwege anderer Pflanzen eingreifen. Die Erkenntnisse können daher dazu beitragen, die Infektionen wichtiger Pflanzenkrankheiten besser zu verstehen.