Robert Klatt
Ein RNA-basiertes Fungizid gegen Grauschimmel könnte chemische Fungizide ersetzen. In der Umwelt wird RNA schnell abgebaut und hinterlässt keine toxischen Rückstände.
Riverside (U.S.A.). Grauschimmel kann eine Vielzahl von Obst- und Gemüsesorten infizieren und verursacht dadurch jedes Jahr Milliardenschäden in der Landwirtschaft. Bisher wird die Pilzart Botrytis cinerea, die rund 1.400 Pflanzenarten befallen kann, vor allem mit chemischen Mitteln bekämpft. Forscher der University of California, Riverside (UCR) um Hailing Jin haben nun einen chemiefreien Pflanzenschutz gegen Grauschimmel entdeckt.
Laut ihrer Publikation im Fachmagazin Nature Communications scheiden die Schimmelpilze kleine Lipidbläschen aus, die die Wissenschaft bisher kaum beachtet hat. Diese Lipidbläschen sind für die Kommunikation von Krankheitserregern wie dem Grauschimmel und ihren Wirtspflanzen unerlässlich und werden dazu verwendet, um die Infektionen durchzuführen.
„Da sie schwer zu isolieren und zu studieren sind, wurden die wichtigen Funktionen dieser Lipidbläschen, auch extrazelluläre Vesikel genannt, jahrzehntelang übersehen.“
Die Analyse der Lipidbläschen zeigt, dass der Grauschimmel über sie virulente RNA absondern. Um die Bläschen zu produzieren, benötigt Botrytis cinerea das Protein Tetraspanin.
„Nun wissen wir, dass der Schimmel, genau wie seine Wirtspflanzen, ebenfalls extrazelluläre Vesikel nutzt, um das, was im Grunde Waffen sind, kleine RNA-Moleküle, die Gene im Pflanzenimmunsystem stummschalten, zu schützen und zu transportieren.“
Wird das Protein Tetraspanin im Grauschimmel deaktiviert, kann dieser die virulenten Lipidbläschen nicht mehr ausscheiden. Die Fähigkeit, die Immunität der Wirtschaftspflanze zu unterdrücken, nimmt dadurch signifikant ab und der Grauschimmel kann diese nicht mehr infizieren.
In früheren Studien haben die Forscher zudem entdeckt, dass der Grauschimmelpilz bestimmte Gene besitzt, die es ihm ermöglichen, RNA-Moleküle zu produzieren. Wenn man diese Gene mit RNA-Fungiziden deaktiviert, würde dies die Ausbreitung des Grauschimmels stoppen. Im Gegensatz zu chemischen Fungiziden, die die Umwelt und den Menschen schädigen können, wären die RNA-Fungizide laut Jin deutlich schonender.
„Alles enthält RNA, und sie wird von Menschen und Tieren leicht verdaut. RNA baut sich schnell in der Umwelt ab und hinterlässt keine giftigen Rückstände.“
Neben Grauschimmel, dem global zweitschädlichsten Pilz für Lebensmittel, könnten RNA-basierte Fungizide auch den Reiserreger Magnaporthe und andere Pilzpathogene bekämpfen.
Nature Communications, doi: 10.1038/s41467-023-40093-4
