Durchbruch in der Sojabohnenrost-Forschung
Der Asiatische Sojabohnenrost, verursacht durch den Pilz Phakopsora pachyrhizi, stellt eine erhebliche Bedrohung für die Sojabohnenproduktion dar. Unter günstigen klimatischen Bedingungen kann diese Krankheit zu Ertragsverlusten von bis zu 90 Prozent führen. Allein in Brasilien, einem Hauptproduzenten von Sojabohnen, übersteigen die jährlichen Pflanzenschutzkosten für Landwirte bereits 2 Milliarden US-Dollar.
Ein internationales Konsortium, an dem unter anderem die RWTH Aachen und die Universität Hohenheim beteiligt sind, hat nun das komplexe Genom des Erregers vollständig entschlüsselt. Diese Erkenntnisse sollen die Entwicklung neuer Strategien zur Bekämpfung des Schaderregers ermöglichen.
Der Erreger ist sehr anpassungsfähig, aber die Anzahl praktischer Lösungen zur Bekämpfung der Krankheit ist begrenzt. Um Innovationen zu beschleunigen und neue Wirkmechanismen gegen P. pachyrhizi zu identifizieren, ist eine vollständige Kenntnis der genetischen Zusammensetzung des Erregers unerlässlich.Die Entschlüsselung wurde jedoch aufgrund der außergewöhnlichen Komplexität des Genoms bislang erheblich erschwert.
Dies erläutert Prof. Dr. Ralf Vögele, Leiter des Fachgebiets Phytopathologie an der Universität Hohenheim. Die Forschung zum Asiatischen Sojabohnenrost in Aachen konzentriert sich seit 2004 auf anwendungsorientierte Ansätze.
Mit dem aktuellen Durchbruch der Sequenzierung des P. pachyrhizi-Genoms eröffnen sich ganz neue Perspektiven für die nachhaltige Sicherstellung der weltweiten Sojabohnenproduktion.
Dies berichten Prof. Dr. Ulrich Schaffrath und Prof. Dr. Uwe Conrath vom Institut für Pflanzenphysiologie (IPP) der RWTH Aachen.
Das Konsortium setzt sich aus zwölf öffentlichen und privaten Einrichtungen zusammen, darunter die 2Blades Foundation, Bayer CropScience, die brasilianische Gesellschaft für Agrarforschung (Embrapa) und das Joint Genome Institute (JGI) des US-amerikanischen Energieministeriums (DOE). Durch den Einsatz modernster High-End-Sequenzierungstechnologien gelang die vollständige Entschlüsselung des Genoms von drei P. pachyrhizi-Isolaten, darunter zwei aus Brasilien.
Das P. pachyrhizi-Genom umfasst über eine Milliarde Basenpaare und ist damit eines der größten Genome unter den Pilzen.Trotz der enormen Größe des Genoms ist die Anzahl der identifizierten Gene jedoch der anderer Rostpilze ähnlich. Eine genaue Untersuchung ergab, dass der Großteil des Genoms aus mobilen genetischen Elementen besteht, die es dem Erreger ermöglichen könnten, sich schnell an eine neue Umgebung oder andere Sojasorten anzupassen.
So Prof. Dr. Vögele. Die gewonnenen Daten sind öffentlich zugänglich. Das Konsortium erhofft sich, dass die wissenschaftliche Gemeinschaft diese Daten nutzen wird, um die Anpassungsfähigkeit, Evolution und genetische Vielfalt von P. pachyrhizi weiter zu erforschen. Dies könnte zur Entwicklung neuer, umweltfreundlicher Lösungen zur Bekämpfung des Sojabohnenrosts beitragen.