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Forschende der Technischen Universität München (TUM) haben eine Bakteriengattung identifiziert, die das Wurzelwachstum und die Stickstoffaufnahme von Pflanzen fördert. Die Ergebnisse eröffnen neue Möglichkeiten für die Entwicklung maßgeschneiderter „Probiotika“ für Pflanzen. Sie könnten zu einer ressourceneffizienteren Landwirtschaft beitragen, indem sie den Bedarf an Stickstoffdünger reduzieren.
Pflanzen wachsen in einem komplexen Netzwerk von Mikroorganismen. Sie können ihr umgebendes Mikrobiom aktiv verändern, während die Mikroorganismen im Gegenzug das Wachstum der Pflanzen beeinflussen. „Diese Wechselwirkung können wir gezielt nutzen, in dem wir spezifische, für uns und die Pflanzen nützliche Mikroorganismen bei den Pflanzen einsetzen – Probiotika für Pflanzen“, sagt Peng Yu, Professor für Pflanzengenetik an der TUM.
Um die nützliche symbiotische Beziehung zwischen Mikroorganismen und Pflanzen besser zu verstehen, untersuchte das Forschungsteam die Wechselwirkungen auf genetischer, metabolischer und physiologischer Ebene.
45 % der Stickstoffaufnahme basieren auf der Genetik der Pflanze und Mikroorganismen
Die Analysen ergaben, dass 203 bakterielle Gensequenzen stark von der Wirtspflanze geprägt sind, beispielsweise durch deren Stoffwechselprodukte. Das deutet darauf hin, dass Pflanzen die Zusammensetzung und Funktion ihres umgebenden Mikrobioms aktiv an ihre aktuellen Bedürfnisse anpassen können. Außerdem fanden die Forschenden heraus, dass 45 % der natürlichen Variation in der Stickstoffaufnahme durch die Genetik des Wirts und der Mikroben erklärt werden können.
Sphingopyxis als Kandidat für pflanzliche Probiotika
Besonders eine Bakteriengruppe scheint die Funktion und das Wachstum der Pflanzen zu unterstützen: Sphingopyxis. Erste Versuche mit Raps zeigen, dass der Einsatz dieser Bakterien die Wurzelentwicklung auch in stickstoffarmen Böden verbessern und damit die Stickstoffaufnahme steigern kann.
Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass durch den Einsatz von Sphingopyxis die benötigte Menge an Stickstoffdünger reduziert werden könnte, ohne das Pflanzenwachstum und die Erträge zu beeinträchtigen. Die „Pflanzenprobiotika“ könnten so dazu beitragen die Umweltbelastung durch die Landwirtschaft zu verringern, indem weniger Stickstoff genutzt wird.
„Wir wollen eine probiotische Mischung aus mehreren Mikroorganismen entwickeln, die mehrere Vorteile für die Pflanzen bringt“, sagt Yu. Die weitere Forschung wird sich darauf konzentrieren, andere Mikroorganismen zu identifizieren, die nicht nur die Aufnahme sondern auch die Verwertung von Stickstoff verbessern.
Prof. Peng Yu
Technische Universität München
TUM School of Life Sciences
Professur für Pflanzengenetik
Liesel-Beckmann-Str. 2
85354 Freising
https://www.nature.com/articles/s41477-025-02210-7
DOI: 10.1038/s41477-025-02210-7
https://Die Professur für Pflanzengenetik ist Teil der TUM School of Life Sciences und des Hans Eisenmann-Forums für Agrarwissenschaften.
Probiotika für Pflanzen - Forschende der TUM haben eine Bakteriengattung als mögliches "Probiotikum" ...
Source: Peng Yu, TU München
Copyright: Peng Yu, TU Muenchen; Verwendung frei fuer die Berichterstattung ueber die TUM bei Nennung des Copyrights / Free for use
Criteria of this press release:
Business and commerce, Journalists, Scientists and scholars, all interested persons
Biology, Environment / ecology, Nutrition / healthcare / nursing, Oceanology / climate
transregional, national
Research results, Scientific Publications
German
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