Feuerbrand: Todeszellen im Apfelbaum

Ein einziges Protein, losgelöst vom Bakterium, reicht aus, dass der Apfelbaum von der gefürchteten Bakterien-Krankheit Feuerbrand befallen wird. Das fanden Wissenschaftler des Julius Kühn-Instituts (JKI) aus Dresden und Berlin gemeinsam mit ihren Partnern vom US-Department of Agriculture in Kearneysville (USA) heraus.

Das Feuerbrand-Bakterium Erwinia amylovora wird von Obstanbauern gefürchtet, denn bei Befall muss oft eine ganze Plantage gerodet werden. Große Hoffnung liegt daher auf der Züchtung neuer resistenter Apfelsorten. Dazu muss vorher klar sein, wie Wirtsbaum und Schaderreger miteinander interagieren. Das wird am JKI-Institut für Züchtungsforschung an Obst in Dresden im Rahmen eines durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) geförderten Projekts untersucht. Die Forscher konnten nachweisen, dass ein einziges Protein des Bakteriums ausreicht, um Krankheitssymptome beim Apfel auszulösen.

Effektorprotein mit verheerender Wirkung

Der Hauptakteur im Krankheitsgeschehen heißt „AvrRpt2EA“ und ist ein sogenanntes Effektorprotein. Im Allgemeinen werden Effektorproteine vom Bakterium gebildet und über ein spezielles Ausscheidungssystem in die Zellen der Pflanze eingeschleust. „Hier manipulieren sie in anfälligen Pflanzen die Zellfunktionen zugunsten des Bakteriums“, beschreibt Dr. Susan Schröpfer die Tricks der Bakterien. „Doch wie das bakterielle Effektorprotein des Feuerbrands in der Pflanze genau wirkt, hatten wir bislang nur unzureichend verstanden“, sagt Professor Henryk Falchowsky, Leiter des Instituts für Obstzüchtung. Schon nach kurzer Zeit bildeten die Apfelbäume einer anfälligen Sorte wie bei einer natürlichen Infektion totes Gewebe bei den Trieben und Blättern, nachdem das Effektorprotein aktiviert worden war. „In einem nächsten Schritt haben wir die Antwort der Pflanzen auf das fremde Bakterienprotein studiert“, beschreibt Flachowsky das Vorgehen. Dabei zeigte sich, dass das Effektorprotein eine Kettenreaktion anstößt, und zwar die Salicylsäure-abhängige Antwort, die die Ausbildung von totem Gewebe fördert, den sogenannten Nekrosen . Das legt die Vermutung nahe, dass der Feuerbranderreger seinen Wirt, den Apfelbaum, so manipuliert, dass dieser ihm „ein Bett aus toten Zellen“ bereitet, von denen er sich dann ernährt. Einige Wildapfelarten besitzen spezielle Resistenzproteine, mit deren Hilfe sie den Feuerbranderreger erkennen und zielgerichtet die Abwehrreaktion einleiten. Dies könnte in der Züchtung zukünftig vermehrt genutzt werden. (Quelle: JKI/iva.de/IVA-Magazin)