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Die meisten Pflanzen haben symbiotische Beziehungen mit endophytischen Pilzen und würden ohne sie nicht überleben.
Vorteilhafte Verbindungen zwischen Pflanzen und endophytischen Pilzen bestehen seit Millionen von Jahren und stehen derzeit im Mittelpunkt mehrerer Studien, da sie möglicherweise erstaunliche landwirtschaftliche und medizinische Anwendungen haben.
Allerdings wissen wir nicht viel über endophytische Pilze und Wissenschaftler haben nur einen Bruchteil der geschätzten Arten klassifiziert.
Lesen Sie weiter, um mehr über endophytische Pilze zu erfahren, warum sie im Mittelpunkt vieler wissenschaftlicher Studien stehen und welchen Nutzen sie für Pflanzen und Menschen haben.
Endophytische Pilze sind winzige Pilze, die im Gewebe und in den Zellen einer Wirtspflanze leben. Sie können ihr gesamtes Leben oder nur einen Teil ihres Lebenszyklus in der Wirtspflanze verbringen.
Das Wort Endophyt kommt von den griechischen Wörtern „endon“, was „innerhalb“ bedeutet, und „phyton“, was „Pflanze“ bedeutet.
Endophytische Pilze sind ein Rätsel. Wie parasitäre Pilze dringen sie in eine Wirtspflanze ein, verursachen aber im Gegensatz zu Parasiten keine Schäden oder Krankheiten, und diese Beziehung kommt den Wirtspflanzen zugute.
Da sie eine für beide Seiten vorteilhafte Beziehung zur Wirtspflanze haben, könnte man sie für Mykorrhizapilze halten, aber im Gegensatz zu Mykorrhizapilzen lassen sie sich ohne Wirt leicht kultivieren.
Sie leben oft auch im Gewebe und in den Zellen der gesamten Pflanze, einschließlich der Blätter, Stängel, Blüten und Samen, während Mykorrhizapilze nur mit den Wurzeln einer Pflanze interagieren.
Und wenn die Wirtspflanze unter Stress steht oder stirbt, können einige endophytische Pilze möglicherweise zu Saprotrophen oder Krankheitserregern werden.
Gezüchtete Pilzendophyten aus australischen Regenwäldern von Gary Wilson (ATH) Endophytische Pilze gibt es weltweit, und Wissenschaftler sind sich einig, dass fast alle Pflanzen Pilz-Endophyten enthalten, darunter Algen, Moose, Gräser, Farne, Sträucher, einjährige Pflanzen und Bäume.
Einige endophytische Pilze bilden Assoziationen mit vielen verschiedenen Pflanzenarten, während andere spezifisch für eine bestimmte Pflanze oder Pflanzenfamilie sind.
Wissenschaftler haben endophytische Pilze in zwei Hauptgruppen eingeteilt:Schlüsselbeinpilze und Nicht-Schlüsselbeinpilze. Diese werden dann weiter in vier Klassen unterteilt.
Die Clavicipaceae-Gruppe geht nur symbiotische Verbindungen mit Gräsern ein. Endophyten der Klasse 1 fallen in diese Gruppe.
Sie finden diese Pilze in den Rhizomen und Trieben von Grasarten und werden in den Grassamen auf neue Pflanzen übertragen.
Die nicht in Gräsern vorkommende Gruppe der Schlüsselbeinpilze bildet Assoziationen mit anderen Pflanzenarten und lässt sich in drei große Klassen einteilen, je nachdem, wo sie sich in Pflanzen befinden.
Pilz-Endophyten der Klasse 2 können den gesamten Wirt besiedeln, während Klasse 3 nur in den oberirdischen Teilen einer Pflanze vorkommt und Klasse 4 nur in den Wurzeln von Pflanzen vorkommt.
Endophytische Pilze sind winzig klein und die einzige Möglichkeit, sie zu identifizieren, besteht darin, eine Probe einer Wirtspflanze zu entnehmen und diese zum Züchten einer Pilzkultur auf einer Agarplatte zu verwenden.
Diese Kultur wird dann unter einem Mikroskop untersucht und Wissenschaftler verwenden physikalische Eigenschaften und DNA, um den Pilz zu identifizieren.
Bild von ResearchGate Wissenschaftler müssen noch viel über endophytische Pilze lernen und könnten in Zukunft einige Pilze als Endophyten klassifizieren.
Die meisten bekannten endophytischen Pilze sind winzig und produzieren keine Pilze, da sie häufig andere Fortpflanzungsmethoden anwenden.
Einige haben komplizierte Beziehungen zu Pflanzen und nutzen unter anderem die Fortpflanzungsstrukturen der Pflanze, um sich auf neue Wirte auszubreiten.
Bei diesen Arten wachsen Pilzhyphen in den Zellen der Pflanze, einschließlich der Zellen in Pollen und Samen.
Sie werden dann vertikal in die Samen übertragen, die zur nächsten Generation heranwachsen, oder horizontal mit dem Pflanzenpollen durch Wind und Bestäuber auf andere, nicht verwandte Pflanzen übertragen.
Andere endophytische Pilze produzieren Sporen, die durch Wind, Wasser und Insekten verbreitet werden.
Endophytische Pilze erhalten die Nährstoffe, die sie benötigen, von den Wirtspflanzen, und ihr Myzel kann die interzellulären und intrazellulären Räume dieser Pflanzen besiedeln.
Eine ausgedehnte Besiedlung erfolgt normalerweise in den Wurzeln einer Pflanze und nicht in den Blättern oder Stängeln, da Pilze in den oberirdischen Teilen ausschließlich auf die Interzellularflüssigkeit der Pflanze als Nährstoffe angewiesen sind.
Die Pilze, die diese Teile besiedeln, scheinen im gleichen Tempo zu wachsen wie die Stängel und Blätter der Wirtspflanze. Ihre Hyphen heften sich an die Zellwände der Pflanze, dringen aber nicht in die Zellen selbst ein.
Aber die Hyphen endophytischer Pilze, die Pflanzenwurzeln besiedeln, dringen in die Räume zwischen den Zellen und in das Innere der Zellen selbst ein.
Diese Pilze haben Zugang zu den Nährstoffen, auf die die Pflanzenwurzeln im Boden treffen, und zu den Zuckern, die die Pflanze durch Photosynthese produziert.
Nicht alle Pilze sind Endophyten. Viele Pilze nutzen andere Methoden, um an die benötigten Nährstoffe zu gelangen.
Wissenschaftler klassifizieren Pilze auf verschiedene Arten, aber wenn man sie danach klassifiziert, wie sie die Nährstoffe erhalten, die sie zum Überleben brauchen, lassen sie sich in vier Gruppen einteilen.
Die vier Gruppen sind:
Einige Pilze nutzen mehr als eine Methode, um an die Nährstoffe zu gelangen, die sie benötigen, und weisen Merkmale von mehr als einer Gruppe auf.
Einige Pilze sind beispielsweise sowohl Saprotrophe als auch Parasiten, andere sind Mykorrhizapilze, bis der Wirtsbaum stirbt, und überleben dann als Saprotrophe, bis sie ihre Sporen verbreiten und neue Wirte finden.
Endophytische Beziehungen haben mehrere Vorteile für Pilze, darunter:
Eine Pflanze kann mehr als einen endophytischen Organismus beherbergen, und verschiedene Pflanzen bilden Assoziationen mit bestimmten Endophyten, die unterschiedliche Vorteile bieten.
Die Endophyten einiger Pflanzen dienen als Abwehr gegen pflanzenfressende Schädlinge, indem sie die Pflanze giftig machen oder einen schlechten Geschmack verursachen.
In anderen Fällen hilft die endophytische Beziehung der Pflanze, mit extremen Bedingungen wie Dürreperioden umzugehen.
Einige endophytische Pilze erhöhen die Samenkeimungsrate und fördern das Wachstum von Wurzeln und Trieben, andere schützen die Wurzeln einer Pflanze vor gefährlichen Bakterien und anderen Mikroben.
Anders ausgedrückt:Abhängig von den Anforderungen einer Pflanze können endophytische Pilze Folgendes tun:
Echte endophytische Pilze sind gut, und obwohl viele giftige Verbindungen produzieren, nutzen sie diese, um der Pflanze dabei zu helfen, schädliche Schädlinge und Bakterien abzuwehren.
Dies ist nicht der einzige Grund, warum endophytische Pilze gut sind. Darüber hinaus bieten sie viele weitere Vorteile für Pflanzen und Menschen.
Einige davon werden wir in den folgenden Abschnitten genauer betrachten.
Die symbiotischen Beziehungen, die endophytische Pilze mit Pflanzen haben, wurden über Millionen von Jahren verfeinert und machen Wirtspflanzen stärker und widerstandsfähiger.
Wissenschaftler führen laufende Studien durch, um diese Pilze zu identifizieren und zu verstehen, da sie in unserer modernen Welt mehrere nützliche Anwendungen haben könnten, darunter:
Wissenschaftler schätzen, dass es auf der Welt über eine Million Pilzendophyten geben könnte, wobei einige Gräser 50 verschiedene Arten und tropische Blätter bis zu 90 Arten beherbergen.
Obwohl Endophyten im Mittelpunkt vieler wissenschaftlicher Studien stehen, müssen noch zahlreiche pflanzliche Wirte analysiert werden, und die vollständige Vielfalt und Verbreitung endophytischer Pilze ist noch unbekannt.
Im Jahr 2019 hat Mycospere eine weltweite Liste endophytischer Pilze mit Anmerkungen zu ihrer Ökologie und Vielfalt zusammengestellt.
Dieses Dokument ist ziemlich lang und technisch. Für diejenigen unter Ihnen, die nur ein paar Beispiele benötigen, finden Sie hier einige bekannte endophytische Pilze:
Alexander Fleming entdeckte 1929 den Penicillin produzierenden endophytischen Pilz Penicillium notatum, heute bekannt als Penicillium chrysogenum.
Dieser endophytische Pilz ist weit verbreitet, kann unter den unterschiedlichsten Bedingungen wachsen und besiedelt viele Pflanzenarten, kommt aber auch häufig in Innenräumen oder auf Nahrungsmitteln vor.
Dieser Pilz ist für seine Fähigkeit bekannt, große Mengen Penicillin zu produzieren und gehört zur Gattung Penicillium, die über 200 anerkannte Arten umfasst.
Die Entdeckung von Penicillin und seine Verwendung als Antibiotikum zur Bekämpfung bakterieller Infektionen veränderte die Art und Weise, wie Ärzte Infektionen und Krankheiten behandelten, drastisch.
Taxomyces andreanae ist ein endophytischer Pilz, der in der inneren Rinde der Pazifischen Eibe (Taxus brevifolia) vorkommt.
Bevor dieser Pilz entdeckt wurde, wussten Wissenschaftler, dass der Baum ein wichtiges Toxin produziert, das sie zur Behandlung von Brust- und Eierstockkrebs verwenden könnten.
Allerdings lieferte der Baum nur geringe Konzentrationen der Verbindung und es war die Rinde von drei Bäumen nötig, um eine Person zu behandeln.
Bis zur Entdeckung des Pilzes Taxomyces andreanae, der viel höhere Konzentrationen der krebshemmenden Verbindung produziert als der Wirtsbaum.
Ein weiterer Vorteil des endophytischen Pilzes besteht darin, dass er leicht isoliert werden kann und Wissenschaftler ihn in Laboren auf gängigen Medien züchten können.
Unter Laborbedingungen besiedelt Taxomyces andreanae eine Medienplatte innerhalb von 3–4 Tagen vollständig.
Der endophytische Pilz Curvularia protuberata geht eine Symbiose mit Panikgras (Dichanthelium lanuginosum) ein, das im Yellowstone-Nationalpark wächst.
Die für beide Seiten vorteilhafte Beziehung schützt den Pilz und das Gras und ermöglicht ihnen, bei Temperaturen von bis zu 149 °F (65 °C) zu überleben.
Einzeln kann keiner von ihnen bei Temperaturen über 100°F (38°C) wachsen.
Aber es gibt noch einen dritten Faktor in der Beziehung. Der Pilz muss ein doppelsträngiges RNA-Virus enthalten, um die Hitzetoleranzeffekte zu erzielen.
Nicht infizierte Pilze bieten nicht die gleichen Vorteile und sterben bei Temperaturen über 100 °F (38 °C) ab.
Spannend ist, dass andere Pflanzen, die nichts mit Panikgras zu tun haben, ebenfalls eine hitzeschützende Wirkung erfahren, wenn sie mit virusinfiziertem Curvularia protuberata inokuliert werden.
Man hofft, dass die Untersuchung der Beziehung zwischen dem infizierten Virus und dem Gras und das Erlernen der Funktionsweise des Schutzes es Wissenschaftlern ermöglichen wird, anderen Pflanzen bei der Anpassung an das sich erwärmende Klima zu helfen.
Bild von ResearchGate Piriformospora indica ist ein bekannter endophytischer Pilz, der erstmals in den Wurzeln von Orchideenpflanzen in Indien entdeckt wurde und viel Beachtung gefunden hat.
Dieser Mykorrhiza-ähnliche Pilz besiedelt die Wurzeln einer Vielzahl von Pflanzen und hilft bei der Nährstoffaufnahme, Krankheitsresistenz, Stresstoleranz und verbessertem Wachstum.
Piriformospora indica lässt sich leicht im Labor züchten und gedeiht auf mehreren Substraten.
Es handelt sich um einen multifunktionalen Pilz, und jahrelange Forschung bestätigt seinen Erfolg bei der Verbesserung des Wachstums und Ertrags verschiedener Pflanzen, darunter Nutzpflanzen, Gartenbaupflanzen und Heilpflanzen.
Wir empfehlen diesen Film, wenn Sie mehr über Pilze erfahren möchten.
Endophytische Pilze leben in Wirtspflanzen und erhalten von der Pflanze Schutz und Nährstoffe im Gegenzug für verschiedene Vorteile.
Die symbiotische Verbindung zwischen endophytischen Pilzen und Pflanzen ist komplex und hat sich über Millionen von Jahren entwickelt.
Die meisten endophytischen Pilze produzieren keine Pilze, und obwohl sie faszinierend sind und zahlreiche bioaktive Verbindungen liefern, sind sie nicht unsere Lieblingspilzart.
Unsere Lieblingspilze sind einfach zu züchtende Arten, die köstliche Gourmet- oder Heilpilze produzieren.
Um mehr über den Pilzanbau zu Hause zu erfahren, besuchen Sie unseren Pilzanbau-Hub oder probieren Sie einen unserer Schritt-für-Schritt-Kurse zum Pilzanbau aus.
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