Inhalt: Mikrobiom von Kulturpflanzen
Als Mikrobiom einer Kulturpflanze wird die Gesamtheit der Mikroorganismen bezeichnet, die die Pflanze überirdisch und unterirdisch besiedeln. Das Wachstum von Pflanzen und ihre Anfälligkeit gegenüber Schaderregern werden erheblich durch ihr Mikrobiom beeinflusst. Uns interessiert, wie Pflanzen auf die Besiedlung reagieren und wie wir die Zusammensetzung des Mikrobioms beeinflussen können. Für den Verbraucher von großer Bedeutung sind auch übertragbare Antibiotikaresistenzen oder Humanpathogene, die im Pflanzenmikrobiom vorkommen können.
Traditionell wurde das Vorkommen von Schaderregern an Kulturpflanzen nur als direkte Interaktion (Wechselbeziehung) der Pflanze und des Erregers gesehen. Heute wissen wir, dass die Zusammensetzung des Mikrobioms die Reaktion der Pflanze auf einen Befall mit Pathogenen erheblich beeinflussen kann. Viele der in der Rhizosphäre (Wurzelraum) oder Phyllosphäre (oberirdischer Bereich der Pflanze) angereicherten Mikroorganismen können Schaderreger direkt schwächen, oder induzieren pflanzeneigene Abwehrmechanismen, mit denen sie die Entwicklung gesunder Pflanzen unterstützen. Die Pflanze stellt 30 – 40 % ihrer Assimilate den Mikroorganismen im Wurzelraum zur Verfügung und beeinflusst damit aktiv die Zusammensetzung des Mikrobioms.
Am Institut für Epidemiologie und Pathogendiagnostik untersuchen wir, wie etwa die Pflanzenart und -sorte, der Bodentyp oder der Standort die Zusammensetzung und Funktionen des Mikrobioms bestimmen. Auch landwirtschaftliche Kulturmaßnahmen wie organische Düngung, Pflügen, antagonistisch wirkende Mikroorganismen oder Pflanzenstärkungsmitteln wirken sich auf die Zusammensetzung des Mikrobioms aus. Besonders wichtig sind für uns die Abwehrmechanismen der Pflanze. Diese werden von ihrem Mikrobiom beeinflusst und sind für eine erfolgreiche Unterdrückung von Schaderregern wichtig. Auch das Vorkommen übertragbarer (transferabler) Antibiotikaresistenzen und humanpathogener Erreger im Mikrobiom der Kulturpflanzen wird erforscht. Vor allem durch den Einsatz neuer DNA- oder RNA-basierter Analyseverfahren sowie neuester „omics“ und mikroskopischer Techniken klären wir weiter auf, wie Mikrobiom und Pflanze zusammenspielen.
Ziel unserer Forschung ist es, das Mikrobiom besser für die Kulturpflanze zu nutzen. Das bedeutet zum einen, das Mikrobiom gezielt zu beeinflussen, und zum anderen, die gewonnen Erkenntnisse wirksam in die moderne Züchtungsforschung einfließen zu lassen.