Forschende des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) haben in einer aktuellen Studie entdeckt, wie der gefürchtete Reisbrandpilz, dessen wissenschaftlicher Name *Magnaporthe oryzae* ist, das Immunabwehrsystem von Reispflanzen überlistet. Diese Erkenntnisse sind von zentraler Bedeutung, denn Reis ist für etwa die Hälfte der Weltbevölkerung das Grundnahrungsmittel. Jährlich verursacht der Reisbrandpilz Ernteverluste, die ausreichen könnten, um rund 60 Millionen Menschen zu ernähren. Der Pilz ist in über 85 Ländern verbreitet und befällt nicht nur Reis, sondern auch andere Getreidearten.
Ein Befall mit dem Pilz hat verheerende Folgen für die Reispflanzen: Große Flächen an Blättern sterben ab, und die Bildung von Reiskörnern verringert sich drastisch. Diese Situation stellt besonders in Asien und Südamerika eine ernsthafte Bedrohung für die Ernährungssicherheit dar. Der Reisbrand ist die bedeutendste Krankheit, die Reispflanzen befallen kann, und eine Ausrottung in betroffenen Regionen ist bislang nicht gelungen.
Mechanismen der Täuschung
Die Untersuchungen zeigen, dass Reispflanzen ein eigenes Immunsystem haben, das sich auf einen Warnstoff namens Salicylsäure stützt. Dieser Stoff löst ein Notprogramm aus, das den kontrollierten Zelltod der befallenen Pflanzenzelle initiiert. Auf diese Weise versucht die Pflanze, den Erreger mit in den Tod zu reißen. Der Reisbrandpilz hingegen produziert einen chemischen Stoff namens Pyriculol, der Salicylsäure ähnelt und der Pflanze ein gefälschtes Alarmsignal sendet. Das bewirkt, dass die Pflanze ihren Abwehrmechanismus abschaltet und einen selbstzerstörerischen Zelltod einleitet, noch bevor der Pilz eindringen kann.
Der Pilz profitiert von dieser vorzeitigen Selbstzerstörung, da das abgestorbene Gewebe als Energiequelle dient. Gleichzeitig wird die pflanzliche Immunantwort blockiert, was die Infektionsgefahr deutlich erhöht. In Anbaugebieten ist der Pilz dauerhaft präsent, was die Züchtung widerstandsfähiger Reisvarianten umso dringlicher macht.
Widerstandsfähige Reissorten und Bekämpfungsmethoden
Die forscherischen Fortschritte haben auch gezeigt, dass es bestimmte Reissorten gibt, die weniger heftig auf den Angriff des Reisbrandpilzes reagieren und somit besser gewappnet sind. Die Wissenschaftler schlagen vor, das gefälschte Alarmsignal zu neutralisieren, um den selbstzerstörerischen Mechanismus der Pflanzen zu unterlaufen. Diese Studie bietet eine vielversprechende Grundlage zur Bekämpfung des Reisbrands, nicht nur durch den Einsatz von Fungiziden, sondern auch durch ein besseres Verständnis der Pflanzenabwehrsysteme.
Die Bekämpfung von *M. oryzae* erfordert eine Kombination mehrerer Methoden. Dazu zählen neben der Züchtung resistenter Genvarianten auch der Einsatz von Fungiziden. Zukünftige Strategien könnten sich auf die Entwicklung von neuen Fungiziden konzentrieren, die die Mobilität der Sporen einschränken und die Infektionsgefahr senken. So könnte beispielsweise kontrollierte Bewässerung die Ausbreitung der Sporen reduzieren. Es sind auch alternative Ansätze in Form von ätherischen Ölen in der Diskussion, die in In-vitro-Studien bereits positive Ergebnisse zeigten.
Die Möglichkeiten der Pflanzenbiotechnologie zur Ausgründung neuer Genvarianten von *M. oryzae* eröffnen neue Wege zur Bekämpfung dieses schwerwiegenden Problems. Wenn Länder, in denen Reis das Hauptnahrungsmittel ist, einen sicheren Anbau gewährleisten wollen, ist es unerlässlich, der Bedrohung durch den Reisbrandpilz wirkungsvoll entgegenzutreten. Die Erkenntnisse des KIT könnten hierbei eine entscheidende Rolle spielen.