Vorgetäuschte Harmonie: Genom des Maisbrandpilzes entschlüsselt

"Speise der Götter": Pilz und Delikatesse zugleich

Einem Forscherteam, an dem Wissenschaftler des Marburger Max-Planck-Instituts für terrestrische Mikrobiologie http://www.mpi-marburg.mpg.de/ sowie des Fachbereichs Biologie der Philipps-Universität Marburg http://www.uni-marburg.de/ maßgeblich beteiligt waren, ist es nun gelungen, die komplette Genomsequenz des Maisbrandpilzes (Ustilago maydis) zu entschlüsseln. Die interessante Entdeckung: Der Schädling täuscht seine Wirtspflanze mit seiner Harmlosigkeit. Er vermehrt sich dabei in den Blättern und Blüten der Maispflanze,

ohne dass es zu einer Abwehrreaktion der Pflanze kommt. Die Ergebnisse wurden heute, Donnerstag, im Wissenschaftsmagazin Nature veröffentlicht.

"Mit dieser Entdeckung hoffen wir, langfristig die Pilzinfektionen bei Pflanzen bekämpfen zu können", so Prof. Regine Kahmann vom Max-Planck-Institut für terrestrische Mikrobiologie im Gespräch mit presstext. Anders als viele pflanzenpathogene Mikroorganismen, die die befallene Pflanze umbringen und sich von dem abgestorbenen Pflanzenmaterial ernähren, bevorzugt Ustilago eine scheinbar harmlosere Strategie: Auf noch unbekannte Weise löst der Pilz die Bildung großer Wucherungen aus, so genannter Gallen, in denen er von der Pflanze mit Nährstoffen versorgt wird (siehe Foto).

Es stellt diese Form eine bisher unbekannte Strategie der Pflanzeninfektion dar. Die sorgfältige Analyse der Genomsequenz brachte es dann zu Tage: An mehreren Stellen im Genom von Ustilago fanden sich insgesamt zwölf Gencluster. Die darin enthaltenen Gene wiederum kodieren für Proteine, die der Pilz durch seine Zellmembranen nach außen abgibt. Nahezu alle diese Gene werden im Verlauf der Infektion angeschaltet. Einige dieser Gencluster - so fanden die Forscher durch gezielte Mutationen heraus - sind für die Infektion unerlässlich. Fehlen diese, bleibt die Infektion im Anfangsstadium stecken, was wiederum die Forscher hoffen lässt, diese in Zukunft gezielt bekämpfen zu können.

"Wir nehmen an, dass es sich bei diesen sezernierten Proteinen um die entscheidenden Komponenten einer bislang völlig unbekannten Strategie der Pflanzeninfektion handelt", so Kahmann weiter. "Mit Hilfe der abgesonderten Proteine gelingt es dem Pilz vermutlich, die Wirtspflanze von seiner Harmlosigkeit zu überzeugen." Kahmann hofft, bereits innerhalb des nächsten Jahres weitere Ergebnisse liefern zu können: "Es ist vor allem für uns interessant, wo diese Proteine in Aktion treten."

Der Schädling gilt in Mexiko übrigens als hochgeschätzte Delikatesse und nimmt in der Mythologie der Azteken sogar den Platz des Nektars ein. Der altmexikanische Name für Maisbrandpilz - "huitlocoche" oder auch "cuitlacoche" - bedeutet "Speise der Götter".