Die kleinen Pilzhelfer der Pflanzen nutzen

Danke an Susan Fisk und die Soil Science Society of America für die Weitergabe an On Pasture!

In den südlichen Great Plains der Vereinigten Staaten haben Pflanzen viel zu bewältigen. Lange heiße Sommer, starke Winde, geringe Niederschläge, Krankheiten und grasende Tiere fordern das Wachstum heraus. Zum Glück machen es die Pflanzen nicht alleine. Viele haben Helferpilze, Endophyten, die in ihnen leben.

Forscher der Samuel Roberts Noble Foundation arbeiten daran, die Kraft dieser Endophyten zu nutzen. Die Initiative Forage365 zielt darauf ab, Landwirten dabei zu helfen, ihren Viehbestand ganzjährig zu grasen.

Das Wissenschaftlerteam identifizierte strategisch vier Arten – Luzerne, Bermudagras, Rohrschwingel und Winterweizen – mit sich überschneidenden Vegetationsperioden, die den gesamten Kalender abdecken. Darüber hinaus haben sie versucht, Forschungsbereiche zu identifizieren, die die Pflanzenproduktivität verbessern können. Ihre Forschung mit Endophyten kann ihnen helfen, dieses Ziel zu erreichen.

In einigen Fällen können Endophyten der Pflanze helfen, sind aber für Landwirte und Viehzüchter immer noch unerwünscht. In den 1930er und 1940er Jahren wurde der Rohrschwingel als Futterpflanze beliebt. Die Viehzüchter bemerkten jedoch schließlich, dass ihre Tiere davon krank wurden. Nach langen Untersuchungen entdeckten Forscher einen Endophyten im Gras. Es produziert eine Chemikalie, die für die Tiere giftig ist. Weil der Endophyt aber auch beim Pflanzenwachstum hilft, wollen Wissenschaftler ihn nicht mehr loswerden. Young erklärt, dass eine Lösung für das Problem darin besteht, Stämme des Endophyten zu finden, die das Toxin nicht produzieren. Unterschiedliche Endophytenstämme sind ähnlich genug, um dieselbe Art zu sein, sodass sie gut mit dem Graswirt interagieren können, aber sie haben leicht unterschiedliche Eigenschaften.

Eine gute Analogie für verschiedene Endophytenstämme ist es, an Hunderassen zu denken. Anhand seiner unterschiedlichen Merkmale wie Größe, Fellfarbe und Felllänge ist leicht zu erkennen, in welcher Umgebung ein Hund am besten zurechtkommt. Zum Beispiel ist es offensichtlich, dass ein Husky im Vergleich zu einem Chihuahua besser für kältere Gegenden der Welt geeignet ist.

Dasselbe gilt für die Spezialisierung von Endophyten auf die Umwelt. Während in allen Pflanzen Pilze leben, haben sich die Forscher der Stiftung auf einige wenige Arten konzentriert, um sie genau zu untersuchen, um zu verstehen, wie sie das Pflanzenwachstum verbessern.

„Die Endophyten, die in Gräsern auf der ganzen Welt vorkommen, wurden untersucht. Die Forscher stellten fest, dass es Stämme gab, die immer noch mit Rohrschwingel kompatibel waren, aber keine Toxizität verursachten“, erklärt Carolyn Young, leitende Forscherin bei The Noble Foundation. „Dies sind die Endophyten, die in der Landwirtschaft verwendet wurden, und wir verstehen jetzt, warum sie sich unterscheiden.“

Die Noble Foundation arbeitet auch an dem Problem einer Wurzelfäulekrankheit, die durch einen bodenbürtigen Pilz verursacht wird. Es infiziert häufig Baumwolle und Luzerne in den Southern Great Plains und verursacht massive Produktionsverluste.

„Ein Luzernefeld sollte mindestens fünf Jahre bestehen, aber manchmal kann dieser Pilz sehr große Flächen zerstören, sodass die Produktion erheblich beeinträchtigt wird“, sagt Young. „Es ist zu beachten, dass dieser Pilz ein sehr breites Wirtsspektrum hat und nicht nur Baumwolle und Luzerne, sondern auch Obst- und Nussbäume und viele andere breitblättrige Pflanzen infiziert.“

Um diesen Pilz zu bekämpfen, kartieren Young und andere, wie schnell sich die Krankheit auf einem Feld ausbreitet. Sie gehen ins Feld und verwenden Drohnen, um Luftbilder aufzunehmen, damit sie sehen können, was in einem sehr großen Gebiet vor sich geht. Young sagt, dass sie bisher wissen, dass sich die Krankheit in einer Vegetationsperiode um fast drei Meter ausbreiten kann. Die Arbeit wird weiterhin verstanden und ihre Verbreitung schließlich gestoppt.

„Wir werden finanziert, um die Landwirtschaft in unserer Region zu verbessern, aber die Fragen, die wir beantworten, sind auf andere geografische Gebiete und landwirtschaftliche Probleme anwendbar“, sagt Young. „Mir gefällt die Tatsache, dass ich interdisziplinär arbeiten, grundlegende wissenschaftliche Fragen beantworten und die Produktivität von Landwirten beeinflussen kann.“

Youngs Arbeit wurde auf der Jahrestagung der American Society of Agronomy, der Crop Science Society of America und der Soil Science Society of America am 16. November 2015 vorgestellt. Informationen zur Jahrestagung 2016 finden Sie unter https://www.acsmeetings.org/ .