Virenausputz in den Knospen von Pflanzen: Nur ihre Stammzellen beseitigen Erreger

Viren befallen seit Jahrmillionen alles, was lebt: vom Bakterium über Tiere bis zu Pflanzen. Schließlich brauchen sie nur einen Wirt, der ihr genetisches Material vervielfältigt. Die Stammzellen in der Sprossspitze von Pflanzen sind eine Ausnahme. Aus bislang ungeklärten Gründen können sich Viren in diesen Zellen nicht vermehren.

Das Team von Marco Incarbone am Max-Planck-Institut für Molekulare Pflanzenphysiologie im Potsdam-Golm und in Österreich klärte nun die molekularen Hintergründe dieses Rätsels auf. Demnach erkennt die Pflanze das Virus und schüttet das Alarmhormon Salicylsäure aus. Derart sensibilisiert macht dann ein Abwehrmechanismus namens RNA-Interferenz gezielt Jagd auf das Erbgut des Erregers und eliminiert ihn so aus der Zelle.

Für ihre Studie, die im Fachblatt „PNAS“ erschien, analysierten die Forschenden die Knospen der Kohlpflanze Arabidopsis thaliana unter dem Mikroskop, auch in unterschiedlichen Stadien des Virusbefalls. Ihre Pflanzen infizierten sie absichtlich mit dem Turnip Mosaic Virus, das bei Kohlgemüse die Kohlschwarzringfleckigkeit hervorruft.

Sie beobachteten, wie das Virus in die Stammzellen eindringt, dann aber rasch wieder ausgeschlossen wird. „Überraschenderweise sind diese Zellen wirklich gut darin, das Virus zu vertreiben“, sagt Incarbone: In anderen Geweben marodieren die Viren ungestört. Warum entgehen sie dort der Pflanzenabwehr? „Das bleibt die große Frage.“

Eine Virusbekämpfung in den Stammzellen ist evolutionär jedenfalls sinnvoll. Aus diesen Zellen erwächst das gesamte oberirdische Pflanzengewebe, also auch Blüten, Samen und somit die nächste Pflanzengeneration. (blk)