Zürich – Signalisierungspeptide aus dem pflanzeneigenen Immunsystem können Kartoffeln, Getreide oder Tomaten resistenter gegen Schädlinge und Krankheiten machen. Forschende der Universität Zürich (UZH) haben unter anderem entdeckt, dass manche Peptidfamilien direkt antimikrobiell wirken.
(CONNECT) Ein Team der UZH um Professor Cyril Zipfel, der das dortige Labor für molekulare und zelluläre Pflanzenphysiologie leitet, sucht nach Alternativen für den Pflanzenschutz, die die Natur nicht belasten. Die Forschenden beobachteten, welche pflanzlichen Gene in bestimmten Stresssituationen wie Hitze und Wassermangel oder als Reaktion auf Erreger wie Bakterien hochreguliert werden. Dabei stiessen sie auf Signalisierungspeptide aus dem pflanzeneigenen Immunsystem.
Als wichtige Pflanzenhormone waren die Peptide bereits bekannt. Doch „inzwischen wissen wir, dass die Signalisierungspeptide jeden Aspekt des Pflanzenlebens regulieren: von der Samenentwicklung über die Keimung, das Wachstum und die Fortpflanzung bis zu den Reaktionen auf die Umwelt“, wird Zipfel in einem Bericht der UZH zitiert. So können sie innerhalb weniger Millisekunden Kaskaden von Regulierungssignalen auslösen. Bestimmte Peptidfamilien wirken sogar direkt antimikrobiell.
Der Clou an diesen Signalpeptiden ist den Angaben zufolge, dass sie eine Auswahl an möglichen Schaltern bieten, über die sich Pflanzen steuern lassen. Unter anderem könne man sie resistenter gegen Krankheiten und Schädlinge machen. „Dazu müssen wir die Signalisierungspeptide aber erst einmal besser verstehen lernen“, so Zipfel.
Weil diese Peptide so ungeheuer zahlreich und vielfältig aufgebaut sind, nutzt das Team Computermethoden und auf Künstliche Intelligenz gestützte Modelle, um sie zu identifizieren. Nach Experimenten mit den typischen Labormodellpflanzen laufen mittlerweile auch Projekte zu Kartoffel, Tomate und Gerste. Damit will das Labor in enger Zusammenarbeit mit Chemikerinnen, Chemikern sowie Agronominnen und Agronomen herausfinden, wie sich die Peptide in der landwirtschaftlichen Praxis einsetzen lassen. ce/mm
