Nr. 241 / 2017

06. Dezember 2017 : Durchbruch in der Keimungsbiologie: Pilze tragen zum weltweiten Erfolg eines Unkrauts bei

Es war bislang kaum bekannt, nun haben Biologen Gewissheit: Forscher der Universität Osnabrück und der Royal Holloway Universität London haben herausgefunden, dass weit verbreitete Bodenpilze von zentraler Bedeutung für den Keimungserfolg von Pflanzen sein können.

Die in der letzten Woche in der renommierten Nature Communications publizierten Ergebnisse zeigen, dass Bodenpilze die Keimungsdauer der in hartschaligen Früchten eingeschlossenen Samen von Lepidium didymum (Zweiknotiger Krähenfuß) auf wenige Tage reduziert, während ohne diese Pilz-Unterstützung die Keimung Monate dauern kann. In solchen Früchten, beispielsweise Sonnenblume, Kürbis oder Mango, bei denen die Samen in hartschaligen Hüllen eingeschlossenen sind, sind die Samen zwar vor vielen Gefahren (Fraß, Beschädigung etc.) geschützt, aber die starre Hülle lässt den Samen auch nicht ohne weiteres keimen. Gewöhnliche Schimmelpilze können nun diese harte Schale aufweichen und so die Keimung der Samen zur optimalen Jahreszeit unterstützen.

Katja Sperber, Erstautorin und Doktorandin am Fachbereich Biologie/Chemie (Botanik) an der Universität Osnabrück, ergänzt: »Wissenschaftler beschäftigen sich seit ca. einem Jahrhundert mit der Frage, wie Pflanzensamen „wissen“, wann die beste Zeit zur Keimung gekommen ist. Keimen sie zu früh oder zu spät, können sie sich nicht optimal entwickeln. Unsere Forschungsergebnisse lassen nun erkennen, dass zumindest einige Arten mit harten Schließfrüchten die Entscheidung des Keimungszeitpunktes outsourcen.«

Gerhard Leubner von der Royal Holloway Universität London fügt hinzu: »Pilze, die in normalen Gartenböden vorkommen, entwickeln sich zur gleichen Zeit wie die Pflanzen blühen und fruchten. Somit können die Pilzhyphen die äußeren Fruchthüllen verdauen, so dass die innen liegenden Samen nun keimen, die reduzierte Fruchtschale durchbrechen und zu ausgewachsenen Pflanzen entwickeln können.« Klaus Mummenhoff vom Fachbereich Biologie/ Chemie (Botanik) der Universität Osnabrück erklärt weiter: »Uns ist es nun am Beispiel eines unscheinbaren Unkrautes aus der Familie der Brassicaceae (Kreuzblütler, durch Raps, Senf und Kohl bekannte Pflanzenfamilie) zum ersten Mal gelungen, den vollständigen kausalen Zusammenhang einer Pilz-assistierten Keimung darzustellen. Wir wollen nun mit derselben Technik analysieren, ob dies auch für andere Schließfrüchte gilt. Dieser Durchbruch war nur durch eine interdisziplinäre Zusammenarbeit von Experten der Samenphysiologie, mikrobiellen Ökologie und Biomechanik möglich.«

DOI Nummer dieser Veröffentlichung 10.1038/s41467-017-02051-9.

Weitere Informationen für die Redaktionen:
Apl. Prof. Dr. Klaus Mummenhoff, Universität Osnabrück
Fachbereich Biologie/Chemie
Barbarastraße 11, 49076 Osnabrück
Tel.: +49 541 969 2856
mummenhoff@biologie.uni-osnabrueck.de