Wurzelgallennematoden (RKN) sind Pflanzenparasiten, die die Wurzeln der Wirtspflanze schädigen. Eine RKN-Infektion beeinträchtigt die Bewegung von Wasser und Mineralien von den Wurzeln zu den Trieben, was die Produktivität und Fitness der Pflanzen einschränken kann. Während unterirdisch die Wurzeln von Nematoden befallen werden, können oberirdische Pflanzenblätter von pflanzenfressenden Insekten wie Raupen befallen werden. Der Verlust von Blattmaterial aufgrund von Raupenfraß kann sich auch nachteilig auf die Pflanzenproduktivität auswirken. Zusammen können die Schäden, die durch RKN und pflanzenfressende Insekten verursacht werden, die Pflanzenproduktion um 20 % reduzieren. Pestizide können zur Bekämpfung dieser Schädlinge eingesetzt werden, obwohl sie oft wirksam sind, können sie jedoch negative Auswirkungen auf die Gesundheit von Mensch und Umwelt haben. Bemühungen, natürliche Pflanzenresistenzmerkmale für diese Schädlinge und die Interaktion zwischen RKN und Raupen zu identifizieren, können uns helfen, nachhaltige Schädlingsbekämpfungsstrategien zu entwickeln.

Raupe (magere spodoptera) Blattfütterung verringert die Jasmonsäure-Signalübertragung in Tomatenpflanzen, deren Wurzeln von Wurzelgallennematoden infiziert sind (Meloidogyne inkognita), wenn sich der Fadenwurm im Fortpflanzungsstadium befindet (umrahmt). Bildnachweis: Mbaluto et al.

In ihrer neuen Studie veröffentlicht in AoBP, Mbaluto et al. untersucht, wie Raupen (magere spodoptera) könnte die durch RKN ausgelösten Wurzelverteidigungsreaktionen beeinflussen (Meloidogyne inkognita) Infektion in verschiedenen Stadien des RKN-Lebenszyklus. Sie zeigten, dass Raupen, die sich von den mit Nematoden infizierten Pflanzen ernähren, die Jasmonsäure-Signalgebung verringern, wenn sich der Nematode im Fortpflanzungsstadium befindet. Diese Ergebnisse führen zu einem besseren Verständnis der molekularen und chemischen Mechanismen, die häufigen Wechselwirkungen zwischen Nematoden, Pflanzen und Raupen in natürlichen und landwirtschaftlichen Ökosystemen zugrunde liegen. Die Autoren schlagen vor, dass die Auswirkungen von langen Perioden oberirdischer Herbivorie auf die durch Nematoden induzierten Wurzelreaktionen getestet werden müssen, um aufzuzeigen, wie sich die Wechselwirkungen mit unterirdischen Reaktionen über längere Interaktionszeiten ändern könnten.

Forscher-Highlight

Crispus Mbaluto ist Doktorand in der Forschungsgruppe Molekulare Interaktionsökologie am Deutschen Zentrum für integrative Biodiversitätsforschung (iDiv), Leipzig, Deutschland. Sein Hauptforschungsinteresse besteht darin, die Mechanismen zu verstehen, die die Wechselwirkungen zwischen unterirdischen und oberirdischen Insekten/Schädlingen über gemeinsame Wirtspflanzen antreiben. Insbesondere untersucht er, ob parasitäre Wurzelnematoden die Resistenz von Tomatenpflanzen gegenüber triebfressenden Insektenherbivoren, dh Raupen und Blattläusen, beeinflussen. Die Arbeit von Crispus umfasst experimentelle Manipulationen im Gewächshaus und Labor sowie die Verwendung innovativer Ansätze, die die Bereiche Molekularbiologie, chemische Ökologie, Metabolomik und Transkriptomik umfassen. Sein allgemeines Bestreben in der Forschung ist es, das Wissen über pflanzenvermittelte Wechselwirkungen zu erweitern und es zu nutzen, um Tomatenzüchtern dabei zu helfen, Schädlinge nachhaltiger zu bekämpfen. Dies kann dazu beitragen, die Abhängigkeit von Pestiziden zu verringern und sowohl die Wirtschaft als auch die Biodiversität anzukurbeln.