Bodenmikroorganismen „erinnern“ sich an Dürrebedingungen, um die Ernte zu schützen.

Eine neue Studie der Universität Kansas (USA), die in der Fachzeitschrift Nature Microbiology veröffentlicht wurde, zeigt, dass Mikroorganismen im Boden die Fähigkeit besitzen, sich an vergangene Dürreperioden zu "erinnern", wodurch sie Einfluss darauf nehmen, wie Pflanzen wachsen und sich an trockene Umgebungen anpassen.

Das Forschungsteam sammelte Bodenproben an sechs verschiedenen Standorten in Kansas – von den feuchten östlichen Regionen bis zu den trockenen westlichen Ebenen –, um zu verstehen, wie sich das „Dürregedächtnis“ von Mikroorganismen auf Nutzpflanzen auswirkt.

Anschließend verglichen sie zwei Bodengruppen: eine Gruppe, die ausreichend feucht gehalten worden war, und die andere, die fünf Monate lang einer anhaltenden Dürre ausgesetzt gewesen war.

Die außerordentliche Professorin Maggie Wagner von der Universität Kansas sagte: „Die Bakterien, Pilze und andere Organismen im Boden können langfristige Auswirkungen haben, wie zum Beispiel die Beeinflussung der Nährstoffaufnahme, der Kohlenstoffspeicherung und insbesondere der Trockenheitstoleranz von Pflanzen.“

Die Ergebnisse zeigten, dass Spuren von Dürre in mikrobiellen Gemeinschaften selbst nach Tausenden von Generationen erhalten blieben. Beim Anpflanzen von Bäumen in diesen Bodenproben stellte das Team fest, dass einheimische Pflanzenarten deutlich stärker reagierten als Nutzpflanzen wie Mais. Dies deutet auf eine langfristige evolutionäre Verbindung zwischen einheimischen Pflanzen und lokalen Mikroorganismen hin.

Im Experiment verglich das Team eine einheimische Grasart – Gamagras – mit Mais. Gamagras wuchs deutlich besser, wenn es mit Mikroorganismen zusammenlebte, die ein „Dürregedächtnis“ besaßen, während Mais weniger effektiv reagierte.

„Wir glauben, dass dies mit einer Geschichte der Koevolution zusammenhängt: Gamagras lebt seit Tausenden von Jahren neben diesen mikrobiellen Gemeinschaften, während Mais erst aus Mittelamerika eingeführt wurde“, erklärte Wagner.

Weitere genetische Analysen ergaben, dass ein Gen namens Nicotianamin-Synthase eine Schlüsselrolle spielt. Dieses Gen hilft der Pflanze, Eisen aus dem Boden aufzunehmen und erhöht gleichzeitig ihre Trockenheitstoleranz.

Bemerkenswerterweise aktivierte die Pflanze dieses Gen nur, wenn sie zusammen mit Mikroorganismen wuchs, die über ein „Gedächtnis“ für Trockenheitsbedingungen verfügten – was darauf hindeutet, dass die biologische Reaktion der Pflanze vom Gedächtnis der Mikroorganismen abhängt.

Laut dem Forschungsteam könnte diese Erkenntnis Biotechnologieunternehmen dabei helfen, nützliche Mikroorganismen zu identifizieren, um die Widerstandsfähigkeit von Nutzpflanzen gegenüber dem Klimawandel zu verbessern.

Wagner schlussfolgerte: „Der Handel mit landwirtschaftlichen Mikroorganismen wächst rasant und hat ein Volumen von Milliarden Dollar. Diese neuen Erkenntnisse können die Auswahl geeigneter mikrobieller Gemeinschaften erleichtern.“

(VNA/Vietnam+)

Quelle: https://www.vietnamplus.vn/vi-sinh-vat-trong-dat-ghi-nho-han-han-de-bao-ve-cay-trong-post1074515.vnp