Labo Online - Analytic, Labortechnik, Life Sciences
Home> Life Sciences> Genomics/Proteomics>

Hybrid aus zwei Mehltau-Varianten: Pilz befällt neue Getreideart dank evolutivem Trick

Hybrid aus zwei Mehltau-VariantenPilz befällt neue Getreideart dank evolutivem Trick

Seit wenigen Jahren kann Mehltau die Getreideart Triticale infizieren, die vorher gegen diese Pilzerkrankung resistent war. Wie konnte der Krankheitserreger auf eine andere Wirtspflanze übergreifen? Forschende der Universität Zürich konnten zeigen, dass der neue Erreger eine genetische Mischung aus bestehenden Mehltau-Formen ist.

sep
sep
sep
sep
Mehltau

Triticale ist eine künstliche Getreidesorte, die aus einer Kreuzung von Weizen und Roggen hervorging. Seit den 1960er Jahren wurde Triticale vielerorts als Futtergetreide angebaut und zeigte eine hohe Resistenz gegen Befall mit Mehltau. Dieser pilzliche Krankheitserreger verursacht im Getreideanbau große Einbußen: bei Weizen beispielsweise kann der Pilz die Ernte um bis zu 45 % verringern. Doch 2001 wurden erstmals Triticale-Felder befallen; mittlerweile kommt Mehltau in vielen Triticale-Anbaugebieten in Europa vor.

Vergleich der Mehltau-Genome zeigt: die neue Form ist ein Hybrid
Forschende der Universität Zürich haben nun untersucht, wie der Mehltau auf Triticale überspringen konnte. Sie haben dazu in ganz Europa Proben infizierter Getreidefelder gesammelt und die genomische Erbinformation verschiedener Mehltau-Formen untersucht. Das Erbgut (Genom) der Erreger, die Triticale, Roggen und Weizen befallen, wurde daraufhin bioinformatisch verglichen. Dabei zeigte sich, dass der neue Triticale-Pilz ein Hybrid der auf Weizen und Roggen spezialisierten Varianten ist: 12,5 % des Genoms ist identisch mit DNA-Sequenzen aus der auf Roggen spezialisierten Form, während 87,5 % von der auf Weizen spezialisierten stammen.

Anzeige

Evolution des Erregers spiegelt die Entstehung der Wirtspflanze
Ein Hybrid aus zwei Mehltau-Varianten, die auf zwei verschiedene Wirtspflanzen spezialisiert sind, kann also die Kreuzung aus beiden Wirtspflanzen infizieren. Die Studie zeigt damit, auf welche Art sich Mehltau co-evolutiv an neue Wirtspflanzen anpassen und deren Resistenz knacken kann. Weiter geht aus der Untersuchung hervor, dass dieser kürzlich erfolgte evolutive Vorgang nicht ein einmaliges Ereignis war. Bereits vor etwa 10000 Jahren hat der Mehltau die Resistenz des damals relativ neuen Brotweizens auf dieselbe Art überwunden.

„Für die Behandlung und die Prävention von Pflanzenkrankheiten sind diese Resultate von großer Bedeutung. Je mehr man über die evolutiven Mechanismen des Mehltaus weiß, desto besser kann man die Resistenz neuer Kulturpflanzen gegen den Krankheitserreger bewahren“, erklärt Thomas Wicker vom Institut für Pflanzenbiologie der Universität Zürich.

Literatur:
Fabrizio Menardo, Coraline R Praz, Stefan Wyder, Roi Ben-David, Salim Bourras, Hiromi Matsumae, Kaitlin E McNally, Francis Parlange, Andrea Riba, Stefan Roffler, Luisa K Schaefer, Kentaro K Shimizu, Luca Valenti, Helen Zbinden, Thomas Wicker & Beat Keller. Hybridization of powdery mildew strains gives raise to pathogens on novel agricultural crop species. Nature Genetics, 11 Januar 2016. DOI: 10.1038/ng.3485.

Anzeige
Diesen Artikel …
sep
sep
sep
sep
sep

Weitere Beiträge zum Thema

Ackerschmalwand

Blütezeit von Pflanzen wird vorhersagbarMolekularer Mechanismus sorgt für frühe Blüte

Pflanzen passen ihre Blütezeit der Temperatur ihrer Umgebung an. Doch was genau löst ihre Blüte auf molekularer Ebene aus? Kann dieser Faktor das Blühen an- oder ausknipsen und damit auf ein verändertes Klima reagieren?

…mehr
Rübenzystennematode

Fadenwürmer stellen Pflanzenhormon herPflanzenschädling programmiert Wurzeln um

Mikroskopisch kleine Fadenwürmer (Nematoden) leben wie die Maden im Speck: Sie dringen in Wurzeln von Rüben, Kartoffeln oder Sojabohnen ein und saugen dort an energiereichen Pflanzenzellen.

…mehr
Ackerschmalwand

PflanzenwachstumTeamwork zweier Hormone nötig

Es gibt zwei wachstumsfördernde Stoffgruppen in Pflanzen, die unabhängig voneinander bei Kulturpflanzen eingesetzt werden: Die Phytohormone Gibberelline und die Brassinosteroide.

…mehr
Prof. Dr. Chris-Carolin Schön

Erfolgreicher züchten mit DNA-AnalysenDas Synbreed-Projekt

Im Vergleich zu sonst üblichen Verfahren führt die genombasierte Züchtung deutlich schneller - und mit vorhersagbaren Ergebnissen - zum Erfolg. Per DNA-Analyse lassen sich Merkmale erkennen, aufgrund derer sich Tiere und Pflanzen besonders gut für die Züchtung eignen.

…mehr
Coprinellus disseminatus (Gesäter Tintling, Kolumbien)

Nicht Tier, nicht PflanzePilze – ubiquitär und zahlreich

Pilze sind nach den Tieren das zweitgrößte Organismenreich der Erde. Eine aktuelle Studie schätzt die Artenzahl auf 2,2 bis 3,8 Millionen. Für die Schätzung kombinierten die Forscher drei Schätzmethoden. 

…mehr
Anzeige

Bildergalerien bei LABO online

Anzeige

Jetzt den LABO Newsletter abonnieren

LABO Newsletter abonnieren

Der kostenlose LABO Newsletter informiert Sie wöchentlich über neue Produkte, Lösungen, Technologietrends und Innovationen aus der Branche sowie Unternehmensnachrichten und Personalmeldungen.

Anzeige
Anzeige

Mediaberatung