Das Verständnis, wie Pflanzen und Pilze zusammenarbeiten, um Nährstoffe auszutauschen, kann zu einer nachhaltigeren Landwirtschaft führen.
Wissenschaftler haben den Mechanismus aufgedeckt, wie Pflanzen Gene aktivieren, die für eine symbiotische Beziehung mit Bodenpilzen, der sogenannten arbuskulären Mykorrhiza, notwendig sind. Diese Partnerschaft ermöglicht es Pflanzen, Nährstoffe, insbesondere Phosphor, besser aus dem Boden aufzunehmen, während die Pilze energiereiche Lipide von den Pflanzen erhalten. Diese Symbiose ist entscheidend, da sie über 80 % der Landpflanzen zum Gedeihen verhilft.
Der Schlüssel zu diesem Austausch liegt in Strukturen, die als Arbuskeln bezeichnet werden, wo Pflanzen und Pilze Nährstoffe austauschen. Das Protein RAM1, ein Transkriptionsfaktor (ein Protein, das Gene einschaltet), ist entscheidend für die Arbuskelentwicklung und den Nährstoffaustausch. Es war jedoch bisher unbekannt, wie RAM1 die Genexpression reguliert, da es sich nicht direkt an die DNA binden kann.
Forscher entdeckten, dass RAM1 Komplexe mit WRI-Transkriptionsfaktoren bildet, die sich *an* die DNA binden können. Diese Interaktion ermöglicht es RAM1, die Aktivierung von Genen zu steuern, die für den Nährstoffaustausch während der Arbuskelbildung essentiell sind. Laut Caroline Gutjahr: "Unsere Arbeit bietet einen detaillierten Einblick in das molekulare Kontrollsystem, das eine der vorteilhaftesten Partnerschaften der Natur steuert."
Diese Entdeckung hat erhebliche Auswirkungen auf die nachhaltige Landwirtschaft. Durch das Verständnis, wie diese Gennetzwerke koordiniert werden, können Wissenschaftler möglicherweise Nutzpflanzen züchten oder gentechnisch verändern, die besser in der Lage sind, symbiotische Beziehungen mit Pilzen einzugehen. Dies könnte zu einer geringeren Abhängigkeit von chemischen Düngemitteln führen, die schädlich für die Umwelt sind.