• Skip to main content
  • Skip to secondary menu
  • Skip to primary sidebar

Lebensmittel- & Biotechnologie

Das Fachportal für Lebensmittelindustrie und Biotechnologie

  • Abonnement
  • Impressum
  • Welkin Media Verlag
Startseite » TU Graz: Bakterium schützt Reispflanzen vor Krankheiten

TU Graz: Bakterium schützt Reispflanzen vor Krankheiten

12. Januar 2021 von Helmut Mitteregger

Mit ihrer Mikrobiom-Expertise konnten die Forschenden des Instituts für Umweltbiotechnologie nachweisen, wie ein bestimmtes Bakterium im Sameninneren von Reispflanzen zerstörerische Pflanzenpathogene wirksam und umweltfreundlich hemmt.

Reis ist für etwa die Hälfte der Weltbevölkerung das Hauptnahrungsmittel. Der Anbau der Reispflanze ist sehr wasserintensiv und erfolgt zudem laut Welthungerhilfe zu rund 15 Prozent in Gebieten mit hohem Dürrerisiko. Die steigende Erderwärmung wird für den Reisanbau daher zunehmend problematisch und führt immer öfter zu geringen Ernten und Hungerkrisen. Ernteausfälle durch Pflanzenpathogene verschärfen die Situation zusätzlich. Hier versucht die konventionelle Landwirtschaft mit Pestiziden entgegenzusteuern, die zumeist vorsorglich bei der Reiskultivierung eingesetzt werden. Resistente Pflanzenzüchtungen sind die einzige Alternative zu diesen umweltschädlichen Mitteln – und derzeit nur mäßig erfolgreich. Sind die Pflanzen dank ihrer Züchtung resistent gegen ein Pathogen, werden sie meist anfälliger für andere Pathogene oder sind weniger robust unter widrigen Umweltbedingungen.

Bakterium führt zu Pathogenresistenz

Eine internationale Forschungsgruppe unter Beteiligung des Instituts für Umweltbiotechnologie der TU Graz untersucht daher seit einiger Zeit das Mikrobiom von Reispflanzensamen, um Korrelationen zwischen der Pflanzengesundheit und dem Vorkommen bestimmter Mikroorganismen festzustellen. Die Gruppe erzielte nun einen großen Durchbruch: Sie identifizierte ein Bakterium im Sameninneren, das zu vollständiger Resistenz gegen ein bestimmtes Pathogen führen kann und auf natürliche Weise von einer Pflanzengeneration auf die andere übertragen wird. Die im Fachjournal Nature Plants veröffentlichten Erkenntnisse bieten eine vollständig neue Basis, um biologische Pflanzenschutzmittel zu designen und zusätzlich Biotoxine, die von Pflanzenpathogenen gebildet werden, zu reduzieren.

Die steigende Erderwärmung ist problematisch für den wasserintensiven Anbau von Reis, dem Hauptnahrungsmittel für etwa die Hälfte der Weltbevölkerung. Forschende der TU Graz identifizierten im internationalen Team ein Bakterium im Reissamen, das zu vollständiger Resistenz gegen ein bestimmtes Pathogen führen kann und auf natürliche Weise von einer Pflanzengeneration auf die andere übertragen wird. | Foto: Archiv

Das Mikrobiom von Reis

Beim konventionellen Reisanbau in der chinesischen Provinz Zhejiang wurde beobachtet, dass bei einem Genotyp von Reispflanzen (Kultivar Zhongzao 39) manchmal Resistenzen gegenüber dem Pflanzenpathogen Burkholderia plantarii auftauchen. Dieses Pathogen führt zu Ernteausfällen und produziert zudem ein Biotoxin, das bei fortdauernd exponierten Menschen und Tieren zu Organschäden und Tumoren führen kann. „Bis dato ließ sich die vereinzelt auftretende Resistenz der Reispflanzen gegenüber diesem Pathogen nicht erklären“, sagt Tomislav Cernava vom Institut für Umweltbiotechnologie der TU Graz. Gemeinsam mit der Koryphäe der Mikrobiomforschung und Institutsleiterin Gabriele Berg und seinem Institutskollegen Peter Kusstatscher hat Cernava daher im Rahmen einer Kooperation mit den chinesischen Universitäten Zhejiang (Hangzhou) und Nanjing sowie mit der japanischen Hokkaido University in Sapporo das Mikrobiom von Reissamen aus verschiedenen Regionen im Detail untersucht.

Bakterienzusammensetzung als entscheidender Faktor

Die Wissenschafterinnen und Wissenschafter stellten fest, dass die resistenten Pflanzen eine andere Bakterienzusammensetzung im Sameninneren haben als die krankheitsanfälligen Pflanzen. Besonders die bakterielle Gattung Sphingomonas war signifikant häufiger in resistenten Samen zu finden. Die Forschenden haben daher Bakterien dieser Gattung aus den Samen isoliert und das Bakterium Sphingomonas melonis als Wirkungsträger identifiziert. Dieses Bakterium produziert eine organische Säure (Anthranilsäure), die das Pathogen lähmt und dadurch unschädlich macht. „Das funktioniert auch, wenn das isolierte Sphingomonas melonis auf nicht-resistente Reispflanzen aufgebracht wird. Sie werden dadurch automatisch gegen das Pflanzenpathogen Burkholderia plantarii resistent“, erklärt Tomislav Cernava. Zusätzlich etabliert sich das Bakterium in bestimmten Reis-Genotypen und wird dann auf natürliche Weise von einer Pflanzengeneration auf die nächste weitergetragen. „Das Potential dieser Erkenntnis ist enorm. In Zukunft wird man auf diese Strategie zurückgreifen können, um Pestizide in der Landwirtschaft zu reduzieren und gleichzeitig gute Ernteerträge zu erzielen“, betont Cernava.

Ergänzung: Diese Forschung ist an der TU Graz im Field of Expertise „Human & Biotechnology“ verankert, einem von fünf strategischen Schwerpunktfeldern.

Originalpublikation:
Haruna Matsumoto, Xiaoyan Fan, Yue Wang, Peter Kusstatscher, Jie Duan, Sanling Wu, Sunlu Chen, Kun Qiao, Yiling Wang, Bin Ma, Guonian Zhu, Yasuyuki Hashidoko, Gabriele Berg, Tomislav Cernava1, Mengcen Wang1: „Bacterial seed endophyte shapes disease resistance in rice“,
Nature Plants, January 2021. DOI: 10.1038/s41477-020-00826-5

Das Team der TU Graz untersuchte gemeinsam mit Fachleuten aus China und Japan das Mikrobiom von Reissamen aus verschiedenen Regionen. Im Bild: ein Reissamenkorn. | Abbildung: © Mengcen Wang

Filed Under: Forschung, News Tagged With: Krankheiten, Mikrobiom, Reispflanzen, Resistenz, TU Graz

Weitere Nachrichten

VPPI, das geräuscharme Proportional-Druckregelventil von Festo

Mit dem Proportional-Druckregelventil VPPI von Festo können alle Nennweiten direkt, zuverlässig, präzise und geräuscharm betrieben werden. Die All-in-One Lösung ermöglicht den Verzicht auf Vorstufen oder Pilotventile, alle notwendigen Einstellungen … [Weiterlesen...] about VPPI, das geräuscharme Proportional-Druckregelventil von Festo

Mediengetrenntes Flipperventil für schnelle Dosierung

Der System- und Fluidikspezialist Bürkert hat ein mediengetrenntes 2/2- bzw. 3/2-Wege- Flipperventil für eine schnelle, exakte Dosierung entwickelt. Das Ventil vom Typ 6757 ist gegen Druckstöße unempfindlich und toleriert bis zu 16 bar Systemdruck. … [Weiterlesen...] about Mediengetrenntes Flipperventil für schnelle Dosierung

Vorfreude auf die interpack 2023

Rund 2.700 Key-Player und Newcomer aus aller Welt nutzen die interpack vom 4. bis 10. Mai als Schauplatz für ihre Premieren und feiern das lang herbeigesehnte Wiedersehen der globalen Verpackungsbranche. Sie zeigen wie man zum Gamechanger im … [Weiterlesen...] about Vorfreude auf die interpack 2023

Fraunhofer IPMS zeigt neueste photonische Technologien

Das Fraunhofer IPMS zählt zu den führenden Forschungseinrichtungen für die Entwicklung und Herstellung elektronischer, mechanischer und optischer Komponenten und Bauelemente und deren Integration in intelligente Systeme. Mit seinen innovativen … [Weiterlesen...] about Fraunhofer IPMS zeigt neueste photonische Technologien

Primary Sidebar

Aktuelle Ausgabe

Welkin Media News

Aktuelle Nachrichten aus unseren anderen Online-Portalen Österreichische Chemie Zeitschrift und Österreichische Kunststoffzeitschrift.

  • MMP Produktionsanlage von Evonik nimmt Betrieb auf
    on 8. Februar 2023 by Birgit Fischer (Die Chemie Zeitschrift Österreichs)

    Evonik hat nach zwei Jahren Bauzeit seine um 25 Millionen Euro ausgebaute MMP Produktionsanlage am Standort Wesseling in Betrieb genommen. Wesseling gehört zu den großen Produktionsstandorten von Evonik, jährlich verlassen etwa 500.000 Tonnen […]

  • Biesterfeld übernimmt Vertrieb von KetaSpire und AvaSpire
    on 8. Februar 2023 by Birgit Fischer (Österreichische Kunststoffzeitschrift)

    Biesterfeld übernimmt mit Wirkung zum 01.01.2023 den Vertrieb der Hochleistungskunststoffe KetaSpire und AvaSpire von Solvay.Biesterfeld übernimmt mit Wirkung zum 01.01.2023 den Vertrieb der Hochleistungskunststoffe KetaSpire und AvaSpire von […]

  • Emerson Messumformer Rosemount mit berührungsloser Radartechnik
    on 6. Februar 2023 by Birgit Fischer (Die Chemie Zeitschrift Österreichs)

    Mit Rosemount hat Emerson Messumformer mit berührungsloser Radartechnik speziell für Versorgungsanwendungen in der Prozessindustrie entwickelt. Die Rosemount 1208 Produktreihe bietet genaue und zuverlässige Füllstandsmessungen und Berechnungen […]

  • Fraunhofer LBF startet Projekt zu Langzeiteigenschaften in Rezyklaten
    on 6. Februar 2023 by Birgit Fischer (Österreichische Kunststoffzeitschrift)

    Das Fraunhofer LBF sucht für das Projekt "Werkstoff- und Langzeiteigenschaften in Rezyklaten" weitere Projektpartner aus der Industrie. Umfangreiche Kenntnisse zu Abhängigkeiten zwischen Konfektionierung, Zusammensetzung, Compoundierung und […]

  • Pyrum und Polyfuels bauen weitere Pyrolyseanlagen
    on 3. Februar 2023 by Birgit Fischer (Die Chemie Zeitschrift Österreichs)

    Die Pyrum Innovations AG und die Polyfuels Group AB wollen im Rahmen eines Joint Ventures vier Pyrolyseanlagen errichten und betreiben. Die Anlagen sollen auf der Pyrum-Technologie basieren und von der Circular Tires AS, einer 100-prozentigen […]

  • Mineralwolle-Sammelsack aus reinem Recyclingkunststoff
    on 3. Februar 2023 by Birgit Fischer (Österreichische Kunststoffzeitschrift)

    Die Puhm GmbH hat reißfeste und UV beständige Mineralwolle-Sammelsäcke aus 100 Prozent österreichischem Recycling-Plastik (LDPE) entwickelt. Diese kreislauffähige Sammelmöglichkeit ersetzt Säcke aus hochwertigem Primärkunststoff und soll in […]

  • PLAST 2023 mit zahlreichen Akteuren aus der ganzen Welt
    on 2. Februar 2023 by Birgit Fischer (Österreichische Kunststoffzeitschrift)

    Die PLAST 2023 vom 05. bis 08. September 2023 in Rho-Pero bietet zahlreiche Begegnungsmöglichkeiten für Akteure aus der ganzen Welt. Mehr als 700 Aussteller stellen das Segment der Maschinen, Zusatzausrüstungen und Formen für die Kunststoff- und […]

  • Greiner hält an Nachhaltigkeitsstrategie fest
    on 1. Februar 2023 by Birgit Fischer (Österreichische Kunststoffzeitschrift)

    Greiner möchtge trotz sehr herausfordernder Rahmenbedingungen im Jahr 2023 nicht von seiner Nachhaltigkeitsstrategie abkehren. Der Kostendruck ist in allen drei Sparten zu spüren, daher sollen langfristige Synergien den nachhaltigen […]

  • Greiwing errichtet Logistikzentrum im Chemiepark Rheinmünster
    on 1. Februar 2023 by Birgit Fischer (Die Chemie Zeitschrift Österreichs)

    Die GREIWING logistics for you GmbH baut im Chemiepark Rheinmünster auf rund 16.500 Quadratmetern ein neues Logistikzentrum. Damit verfügt das neue Logistikzentrum über ausreichend Kapazitäten für die Evonik Superabsorber GmbH und die Trinseo […]

  • Manina Kettler ist neuer CFO bei Minebea Intec
    on 30. Januar 2023 by Birgit Fischer (Die Chemie Zeitschrift Österreichs)

    Manina Kettler hat mit Anfang 2023 die Rolle des Chief Financial Officer (CFO) bei Minebea Intec von Hidenori Shimosako übernommen. Manina Kettler bringt herausragende Expertise im Bereich Finance mit und ist seit 2013 für das Unternehmen tätig, […]

Copyright © 2023 · Welkin Media Verlag