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Wie Klappertopf und Afrikanisches Hexenkraut ihre Opfer schaedigen
Das Afrikanische Hexenkraut, eine parasitische Pflanze, kann enorme Ertragseinbussen in der Landwirtschaft verursachen. Wissenschaftler der Universitaeten Wuerzburg und Aberdeen untersuchen gemeinsam, wie dieser Schmarotzer seinen Wirtspflanzen die Lebenskraft entzieht.
Am Julius von Sachs-Institut fuer Biowissenschaften der Universitaet Wuerzburg untersucht Prof. Dr. Dieter Jeschke den Klappertopf, eine bei uns heimische Parasitenpflanze. Was aber hat der Klappertopf (Rhinanthus) mit dem Afrikanischen Hexenkraut (Striga, auf englisch "Witchweed") zu tun? Beide gehoeren zur Familie der Rachenbluetler, beide sind Parasiten, die einen Teil ihrer Nahrung den Wurzeln anderer Pflanzen entnehmen. Es gibt aber auch tiefgreifende Unterschiede. Der Klappertopf mit seinen gelbblauen Blueten kommt bei uns auf mageren Wiesen vor, wo er den Wurzeln von Graesern oder Klee Wasser und darin geloeste Naehrstoffe entzieht. Er kann auch ohne einen Wirt bluehen und fruchten, bleibt dann aber sehr klein. Selbst als Parasit bringe er kaum Schaden, sagt Prof. Jeschke.
Das in weiten Teilen Afrikas verbreitete Hexenkraut dagegen befaellt vor allem Mohrenhirse oder Mais. Anders als der Klappertopf kann es nur keimen und wachsen, wenn es spuert, dass die Wurzeln eines geeigneten Wirtes in der Naehe sind. So kommt es, dass Striga "ploetzlich" auf einem Acker waechst, wenn der Farmer Mohrenhirse saet. Dies geschieht auch dann, wenn das Feld im Vorjahr mit einer anderen Frucht bepflanzt und frei von der Parasitenpflanze war. Wie verhext, erscheint das den Farmern - daher der Name der Pflanze. Die winzig kleinen Samen keimen und bald entwickeln sich am Grunde der grossen Mohrenhirse- oder Maispflanzen viele kleine Strigagewaechse, die zwar auch sehr schoen rosa bluehen, ihren Wirten aber so schwer schaden, dass diese oft komplett sterben. In Teilen Afrikas kann es nach Angaben von Prof. Jeschke dadurch zum Ausfall der ganzen Ernte eines Mohrenhirsefeldes kommen. Fuer Ghana werde ein Verlust der Mohrenhirseernte von bis zu 21 Prozent infolge von Befall mit dem Hexenkraut berichtet.
Bei derart massiven Schaedigungen haben Forschungen ueber Striga grosse Bedeutung. Das ist vor allem in Grossbritannien der Fall, wo auch Dr. Wendy Seel an der Universitaet Aberdeen mit Striga arbeitet. Um Aufschluesse ueber den Naehrstoffentzug durch Wurzelparasiten zu erhalten, untersucht sie nicht nur Striga, sondern im Vergleich auch den Klappertopf. Dr. Seel will herausfinden, welche Stoffe die Wurzeln der Parasiten mit ihren Saugorganen den wasserleitenden Gefaessen in den Wurzeln des Wirtes entziehen und wodurch sie den Wirt schaedigen. Hierzu galt es, unter Anwendung von Druck den Saft aus den Wurzeln des Parasiten und des Wirtes zu gewinnen.
Diese Methode wendet wiederum Prof. Jeschke an. Bei einem Forschungsaufenthalt von Dr. Seel Anfang 1997 in Wuerzburg konnten die beiden Forscher sowohl vom Klappertopf als auch von dessen Wirtspflanze Gerste Saft aus den wasserleitenden Gefaessen gewinnen und analysieren. Es zeigte sich erstens, dass der Klappertopf den Saft seines Wirtes nicht einfach unveraendert "ansaugt", sondern bestimmte Stoffe bevorzugt entnimmt, und zweitens, dass er im Verlauf des Befalls den Stoffwechsel seines Wirtes beeinflusst und sogar die Zusammensetzung dessen Saftes veraendert.
Im Sommer 1997 haben Dr. Seel und Prof. Jeschke diese Methodik in Aberdeen auf das wichtigere parasitische System Striga-Mais angewendet. Dort sind die Einrichtungen und die Expertise vorhanden, die sehr waermeliebende afrikanische Pflanze auf Mais oder Mohrenhirse zu kultivieren. Die Wuerzburger Druckapparatur wurde fuer die Untersuchungen nach Aberdeen geschickt. Damit konnte nun auch aus Striga und seinem Wirt der Xylemsaft gewonnen werden. Bei den ausgesprochen hemmenden Wirkungen aus Striga hoffen die Wissenschaftler, im Saft des befallenen Wirtes vielleicht auch die schaedigenden Stoffe zu finden. Beide Forschungsaufenthalte wurden durch den Wuerzburger Sonderforschungsbereich 251 "OEkologie, Physiologie und Biochemie pflanzlicher und tierischer Leistung unter Stress" der Deutschen Forschungsgemeinschaft finanziert.
Kontakt: Prof. Dr. Wolf-Dieter Jeschke, Telefon (0931) 888-6118, Fax (0931) 888-6157, E-Mail: jeschke@botanik.uni-wuerzburg.de
Criteria of this press release:
Biology, Information technology
transregional, national
Research projects
German
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