Pflanzenbiotechnologin Gundula Noll über die pflanzliche Immunantwort und die Rolle elektrischer Impulse
Ihre aktuelle Arbeit zeigt, dass schädliche Bakterien elektrische Impulse und weitere Reaktionen in der Pflanze auslösen. Wie funktioniert das?
Man kann sich das wie eine Art pflanzliches Nervensystem vorstellen - nur ohne Gehirn. Sobald die Pflanze ein bakterielles Signal wahrnimmt, springen bestimmte Ionenkanäle in den Zellmembranen an und setzen eine Kettenreaktion in Gang. Geladene Teilchen strömen durch die Zellen und erzeugen eine elektrische Welle, die sich über das Phloem ausbreitet. Das ist ähnlich wie bei Nervenzellen - nicht ganz so schnell, aber extrem effektiv. Diese elektrischen Signale lösen eine ganze Kaskade an Abwehrreaktionen aus: Sie aktivieren chemische Signale wie Kalzium-Ionen und reaktive Sauerstoffverbindungen, die den eigentlichen Gegenschlag gegen den Erreger einleiten.
Waren Sie von Ihren Ergebnissen überrascht?
Definitiv. Besonders spannend war, dass wir diesen Mechanismus in zwei sehr unterschiedlichen Pflanzenarten gefunden haben - Acker-Schmalwand und Ackerbohne. Das zeigt, dass diese Strategie evolutionär bewährt ist und vermutlich in vielen Pflanzen eine Rolle spielt. Ein Highlight war außerdem die Entdeckung, dass spezielle Verschlussproteine (SEOR-Proteine) des Phloems hier eine unerwartete Rolle spielen. Bisher dachte man, sie seien nur für den Nährstofffluss zuständig. Aber nein: Sie haben auch eine Funktion in der Immunantwort. Das öffnet neue Türen für die Forschung: Könnte man diese Proteine gezielt manipulieren, um Pflanzen widerstandsfähiger zu machen? Es gibt zahlreiche Möglichkeiten.
Originalveröffentlichung:
Furch A. C. U. et al. (2025): Transformation of flg22 perception into electrical signals decoded in vasculature leads to sieve tube blockage and pathogen resistance. Sci. Adv. Vol 11, Issue 9; DOI:10.1126/sciadv.ads6417
