Forscher des John Innes Centre (JIC) haben einen biologischen Mechanismus entdeckt, der Pflanzenwurzeln für nützliche Bodenmikroben empfänglicher macht. Diese Entdeckung ebnet laut JIC den Weg für umweltfreundlichere Anbaumethoden, die es Landwirten ermöglichen könnten, weniger Düngemittel zu verwenden.
Der Anbau der meisten wichtigen Kulturpflanzen ist auf Nitrat- und Phosphatdünger angewiesen, doch der übermäßige Einsatz von Düngemitteln schadet der Umwelt. Wenn die für beide Seiten vorteilhaften Beziehungen zwischen Pflanzenwurzeln und Bodenmikroben genutzt werden könnten, um die Nährstoffaufnahme zu verbessern, könnte möglicherweise der Einsatz von anorganischen Düngemitteln verringert werden. Forscher in der Gruppe von Dr. Myriam Charpentier entdeckten eine Mutation in einem Gen der Hülsenfrucht Medicago truncatula, die die Signalkapazität der Pflanze so umprogrammiert, dass sie Partnerschaften mit stickstofffixierenden Bakterien (Rhizobien) und arbuskulären Mykorrhizapilzen (AMF), die die Wurzeln mit Phosphor versorgen, fördert. Diese Art der Partnerschaft, die als Endosymbiose bezeichnet wird, bei der ein Organismus in einem anderen existiert, ermöglicht es den Hülsenfrüchten, dem Boden über die Mikroben Nährstoffe im Austausch gegen Zucker zu entziehen.
Ein Hindernis für den weit verbreiteten Einsatz endosymbiontischer Partnerschaften in der Landwirtschaft bestehe darin, dass sie bevorzugt in nährstoffarmen Böden vorkommen, was im Widerspruch zu den Bedingungen der intensiven Landwirtschaft stehe. Experimente zeigen, dass die Genmutation in einem Kalzium-Signalweg die Endosymbiose unter landwirtschaftlichen Bedingungen verstärkt. Die Ergebnisse stellen den Wissenschaftlern zufolge einen spannenden Durchbruch in dem seit langem bestehenden Bestreben dar, verbesserte endosymbiotische Partnerschaften als natürliche Alternativen zu anorganischen Düngemitteln in allen wichtigen Kulturpflanzen, einschließlich Getreide und Leguminosen, zu nutzen.
