Wehrhafte Tomaten

News: Wehrhafte Tomaten

Seit Ende der siebziger Jahre versuchen amerikanische Farmer, die Blattfleckenkrankheit der Tomate mit Pestiziden zu bekämpfen - vergebens. Denn der Erreger wurde sehr schnell gegen die chemische Keule resistent. Doch inzwischen halfen sich die angegriffenen Tomaten selbst: Infizierte Zellen erkennen die bakteriellen Proteine und leiten daraufhin die Abwehr ein.

Andreas Jahn

In den dreißiger Jahren tauchte die Krankheit in den USA erstmalig auf: Die Blätter der Tomatenpflanze bekamen schwarze Flecken, oft umgeben von einem gelben Hof, und kräuselten sich. Bis in die siebziger Jahre hielten sich die Ernteverluste noch in Grenzen, doch im Winter 1977/78 vernichtete das Bakterium Pseudomonas syringae, wie der Erreger der Blattfleckenkrankheit heißt, in Südflorida große Teile der Tomatenernte. Die Farmer versuchten mit kupferhaltigen Pestiziden, der Krankheit Herr zu werden. Zu Beginn mit Erfolg – doch nach und nach blieb das Spritzen wirkungslos. P. syringae war resistent geworden.

Inzwischen scheint sich das Problem jedoch von allein gelöst zu haben. Denn die Tomaten entwickelten selbst eine Resistenz gegen den Krankheitserreger. Jetzt scheint sich ein Gleichgewicht zwischen Wirt und Bakterium eingespielt zu haben.

Wie funktioniert dieses Gleichgewicht? Das wollten Greogory Martin und seine Kollegen von der Cornell University und vom Boyce Thompson Institute for Plant Research wissen. Sie analysierten das Genom von P. syringae und untersuchten, welche Proteine die Infektion einleiten und welche biochemischen Abwehrmaßnahmen die Pflanze daraufhin ergreift.

"Man kann es sich als Stellungskrieg auf molekularer Ebene vorstellen", beschreibt Martin das Ergebnis. Sobald das Bakterium in die Pflanze eingedrungen ist, beispielsweise über eine offene Wunde, attackiert es eine Pflanzenzelle. Dazu baut es zwischen Bakterien- und Pflanzenzelle einen Tunnel, schleust über diesen das Protein AvrPto ein und löst damit die Infektion aus.

Der Angriff erfolgt jedoch für die Pflanzenzelle nicht unvorbereitet, denn diese verfügt an der Zellwand über ein Überwachungssystem, das fremde Proteine wahrnimmt. "Es ist wie ein Radar, dass eine feindliche Rakete erkennt", beschreibt Martin den Vorgang. Die Pflanzenzelle aktiviert daraufhin das Enzym Pto-Kinase, das wiederum mit dem bakteriellen Protein AvrPto interagiert. Durch die Abwehrreaktion sterben schließlich die infizierten Zellen ab. Dadurch begrenzt die Tomate die Infektion lokal und eliminiert sie.