Die Forscher sammelten verschiedene Mehltauformen © UZH
Bis vor wenigen Jahren war die Getreideart Triticale gegen einen Befall mit Mehltau resistent. Doch inzwischen scheint sich der Pilz an seinen neuen Wirt angepasst zu haben. Wie ist ihm das gelungen? Indem er genetische Eigenschaften zweier Mehltau-Formen kombinierte, wie Forscher nun herausgefunden haben.
Triticale ist eine Getreidesorte, die durch die Kreuzung von Weizen und Roggen gewonnen wurde. Seit den 1960er Jahren stellt sie ein weit verbreitetes Futtergetreide dar, das bis vor Kurzem resistent gegen einen Befall mit Mehltau (Blumeria graminis) wer. Dieser pilzliche Krankheitserreger verursacht im Getreideanbau große Ertragseinbussen: so kann er etwa beim Weizen die Ernte um bis zu 45 Prozent mindern. Seit 2001 befällt der Pilz auch Triticale-Felder und hat sich inzwischen in vielen Triticale-Anbaugebieten Europas ausgebreitet.
Neue Erregerform ist ein Hybrid
Forscher der Universität Zürich haben sich nun der Frage angenommen, wie es dem Mehltau gelang auf Triticale überzuspringen. Dazu sammelten sie in ganz Europa Proben infizierter Getreidefelder und analysierten die genomische Erbinformation verschiedener Mehltau-Formen. Das Erbgut der Erreger, die Triticale, Roggen und Weizen befallen, wurde anschließend bioinformatisch verglichen. Dabei erwies sich der neue Triticale-Pilz als ein Hybrid der auf Weizen und Roggen spezialisierten Varianten: 12,5 Prozent des Genoms ist identisch mit der auf Roggen spezialisierten Form, während 87,5 Prozent von der auf Weizen spezialisierten Variante stammen.
Evolution des Erregers spiegelt die Entstehung der Wirtspflanze wider
Demnach kann ein Hybrid aus zwei Mehltau-Varianten, die jeweils auf zwei verschiedene Wirtspflanzen spezialisiert sind, die Kreuzung aus beiden Wirtspflanzen infizieren. So können die Forscher verstehen, wie sich der Mehltau coevolutiv an neue Wirtspflanzen anpasst und deren Resistenz knackt. Dieser evolutive Trick scheint bei Mehltau kein einmaliges Ereignis zu sein: Vor etwa 10.000 Jahren ist es dem Pilz bereits auf ähnliche Art und Weise gelungen die Resistenz des damals neuen Brotweizens zu überwinden. «Für die Behandlung und die Prävention von Pflanzenkrankheiten sind diese Resultate von großer Bedeutung. Je mehr man über die evolutiven Mechanismen des Mehltaus weiß, desto besser kann man die Resistenz neuer Kulturpflanzen gegen den Krankheitserreger bewahren», erklärt Thomas Wicker vom Institut für Pflanzenbiologie der Universität Zürich.
Universität Zürich, 11.01.2016
Originalpublikation:
Fabrizio Menardo, Coraline R Praz, Stefan Wyder, Roi Ben-David, Salim Bourras, Hiromi Matsumae, Kaitlin E McNally, Francis Parlange, Andrea Riba, Stefan Roffler, Luisa K Schaefer, Kentaro K Shimizu, Luca Valenti, Helen Zbinden, Thomas Wicker& Beat Keller. Hybridization of powdery mildew strains gives raise to pathogens on novel agricultural crop species. Nature Genetics, 11. Januar 2016. Doi: 10.1038/ng.3485.