Getreidepilz verwendet Abwehrstoffe für das eigene Wachstum

Der Schimmelpilz Fusarium graminearum ist einer der wichtigsten Krankheitserreger im Getreidebau. Ein interdisziplinäres Team der BOKU University hat im Rahmen des FWF-geförderten Spezialforschungsprojekts SFB Fusarium eine bisher unbekannte Virulenz-Strategie dieses Pilzes aufgeklärt: Der Erreger ist in der Lage, bestimmte pflanzliche Abwehrstoffe chemisch so umzubauen, dass sie für ihn sogar von Vorteil sind.

Der Erreger spaltet dabei Tryptamin-Abwehrstoffe der Wirtspflanze und wandelt sie in das Wachstumshormon Auxin um, wodurch er die Immunantwort der Pflanze gezielt unterdrückt. Das aus dem FWF-geförderten Spezialforschungsprojekt SFB Fusarium hervorgegangene BOKU-Team aus Pilz-Molekularbiolog*innen und Forscher*innen im Bereich analytische Chemie und Metabolomics konnte zeigen, dass pflanzliche Tryptamin-Derivate wie Coumaroyl-Tryptamin und Feruloyl-Tryptamin das Pilzwachstum nach einer Infektion zunächst hemmen.

Doch der Pilz kontert mit Enzymen (Amidohydrolasen), die diese Abwehrstoffe hydrolysieren. Das freigesetzte Tryptamin kann der Pilz dann in Indol-Acetaldehyd und weiter in Auxin (Indolessigsäure) umwandeln. Mit diesem falschen Signal unterdrückt er die Abwehrreaktion der Pflanze. Eine Mutante des Pilzes bei der alle sieben Gene, die für Cu2+ Amin-Oxidasen kodieren, deletiert wurden, zeigte eine stark reduzierte Auxinproduktion in planta und eine verringerte Virulenz. Durch Rückgabe eines der Gene konnte der Defekt in der Ausbreitung des Pilzes in der Ähre wieder komplementiert werden. Diese neuen Erkenntnisse liefern Pflanzenzüchtern wertvolle Ansätze für neue Strategien zur Verbesserung der Fusariumresistenz und zur Reduktion der  Mykotoxinbelastung von Getreide.

Link zur Publikation: The Fungal Pathogen Fusarium graminearum Can Hydrolyse Tryptamine‐Derived Hydroxy‐Cinnamic Acid Amide Defence Compounds, and Generates Highly Increased Auxin Levels in Wheat via Copper Amine‐Oxidases

Bildhinweis: BOKU University/Gerlinde Wiesenberger

Wissenschaftlicher Kontakt
Gerhard Adam, Ao.Univ.-Prof.i.R. Dipl.-Ing. Dr.rer.nat.
BOKU University 
Institut für Mikrobielle Genetik
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21.09.2026