Botanik Kalziumkanal regelt Immunabwehr von Pflanzen

Wie Menschen setzen sich auch Pflanzen gegen Bakterien und andere Erreger zur Wehr. Ein Forschungsteam unter Leitung der Universität Zürich (UZH) identifizierte einen wichtigen Baustein des pflanzlichen Immunsystems in der Pflanze Arabidopsi.

Pflanzenblätter machen ihre winzigen Poren dicht, wenn sie von krankheitserregenden Mikroben befallen werden. Damit verhindern die Gewächse, dass Erreger in sie eindringen und sich in ihnen vermehren.

Der Pflanzenforscher Cyril Zipfel von der UZH entdeckte nun einen Kalziumkanal mit dem Namen OSCA1.3, der diesen Schliessvorgang steuert. Ein vom pflanzlichen Immunsystem modifiziertes Protein sorgt dafür, dass sich der Kanal öffnet, Kalziumionen hindurch strömen und sich so die Spaltöffnungen schliessen. Das berichteten die Forschenden am Mittwoch im Fachmagazin «Nature».

Chance auf resistente Nutzpflanzen

Zipfels Team konnte zeigen, dass diese Reaktion gezielt ausgelöst wurde, wenn Arabidopsis-Pflanzen Teile von Bakteriengeisseln berührten, einem der mikrobiellen Auslöser des pflanzlichen Immunsystems. Bei genetisch veränderten Pflanzen ohne funktionierende Kalziumkanäle schlossen sich die Poren hingegen nicht. Auch belegten Experimente, dass weder Trockenheit noch hoher Salzgehalt den Kanal aktivierten.

«Diese Ergebnisse identifizieren den ersten pflanzlichen Kalziumkanal, der eine Rolle beim Verschluss der Spaltöffnungen spielt», sagte Zipfel gemäss einer UZH-Mitteilung. Er vermutet, dass weitere pflanzliche Kalziumkanäle auf andere Stressfaktoren wie Dürre reagieren könnten. Die Entdeckung des Mechanismus helfe womöglich, resistente Nutzpflanzen zu entwickeln.

https://www.nature.com/articles/s41586-020-2702-1