Resistenz gegen Nematodenzysten
Wirt und Nematode leben in enger Beziehung miteinander und viele evolutionäre Anpassungsschritte sicherten das Überleben beider Partner. Voraussetzung für eine solche enge Bindung sind die biochemischen Wechselwirkungen zwischen Wurzelgalle und Zystennematoden und ihren Wirten, den Tomaten- und Kartoffelpflanzen. Ein klassisches Beispiel hierfür ist der Abbau der Zellwände mithilfe von Pflanzenproteinen, durch den die Nematode eigene Strukturen innerhalb der Pflanze aufbaut, um mit Eiern gefüllte Zysten auszubilden. Im Kampf gegen die Nematode konzentrierten sich Forscher des NONEMA-Projekts auf diese Pflanzenproteine als Basis für Resistenzen gegenüber diesem Parasiten. Sie untersuchten eine Gruppe von Genen, die sogenannten Expansine. Expansine kodieren für Proteine, die stark die Dehnbarkeit der Zellulosezellwand modulieren. Sie lockern die Zellulose-Mikrofibrillen auf, sodass die Zellwand irgendwann dem steigenden Zellinnendruck nachgibt und sogenannte Riesenzellen entstehen, bei denen sich nur der Zellkern wiederholt teilt, nicht jedoch die Zelle selbst. Die starke Bindung zwischen Wirt und Parasit wird an den Eigenschaften des Expansingens deutlich. Immunhistochemische Untersuchungen mit polyklonalen Antikörpern bestätigten den Zusammenhang zwischen Expansingenen und Zyste. Das Eindringen der Nematode aktivierte zwei der identifizierten Expansingene, die die Nematode dann umfunktionierte, um ihre eigene Zyste mit nativem Gefäßgewebe auszubilden. Genauere Informationen zum NONEMA-Projekt können über folgende Webseite abgerufen werden: http://nonema.uni-kiel.de/ Allen Interessenten stehen dort Informationen über Nematodenresistenzen zur Verfügung, u.a. Videopräsentationen zu ihrem Lebenszyklus, Publikationen, biotechnologische Verfahren und weiterführende Links. Resistenzmechanismen sind generell einer Bodensterilisierung vorzuziehen, da diese mit hohen Kosten verbunden ist und die Umwelt schädigt. Die Ergebnisse dieser Forschungen könnten auch zur Verbesserung der genetischen Resistenz vieler anderer Nutzpflanzen beitragen, die von Nematoden befallen werden.