Selbst oder Nicht-Selbst – die Rezeptoren des pflanzlichen Immunsystems

Zusammenfassung

Pflanzen erkennen Mikroorganismen anhand konservierter Strukturen, was eine aktive Immunabwehr auslöst. Pathogene müssen dies umgehen, doch Pflanzen können ihr Immunsystem anpassen, so kommt es zu einem Wettrüsten zwischen Pflanze und Erreger.

Pflanzen müssen sich durch ihre sessile Lebensform an unterschiedliche Bedingungen wie Sonneneinstrahlung, Temperatur, Trockenheit oder Mikroorganismen anpassen. Sie schützen sich vor Krankheiten durch eine frühzeitige Erkennung von potenziellen Erregern und eine effiziente Immunabwehr. Auf einer ersten Ebene kann das pflanzliche Immunsystem Mikroben global erkennen, wodurch es aktiviert wird (Bittel und Robatzek 2007). Auf einer zweiten Ebene erkennen bestimmte Pflanzenkultivare spezifisch einzelne mikrobielle Stämme – ein Phänomen, das auch als „Gen-für-Gen-Resistenz“ bezeichnet wird (Jones und Dangl 2006). Die erste Ebene des Immunsystems läuft schnell ab und führt zu einer aktiven Abwehr, die in der Regel ohne Schaden der pflanzlichen Zellen abläuft. Die zweite Ebene des pflanzlichen Immunsystems bildet sich nach einigen Tagen aus und umfasst einen lokalen Zelltod, der die Erreger von einem weiteren Eindringen in das Gewebe abhält. Neben diesen Zell-autonomen Abwehrsystemen haben Pflanzen auch Strategien zur systemischen Immunität entwickelt.

Abstract

Plants recognize conserved molecular structures from microorganisms, which triggers active immune responses. Successful pathogens have to overcome this level of immunity; however, plants in turn can adapt their immune system, thus plants and pathogens are in an evolutionary arms race.

As being sessile organisms, plants need to integrate and adapt to changing environmental conditions such as light, temperature, drought, or microorganisms. Plants protect themselves against diseases through sensitive recognition of potential pathogens and effective defense systems. The first level of the plant immune system provides recognition of a broad spectrum of microorganisms leading to defense activation (Bittel and Robatzek 2007). The second level of the plant immunity allows certain plant cultivars to detect of specific pathogen strains—a phenomenon also referred to as “gene-for-gene resistance” (Jones and Dangl 2006). The first level of immunity occurs rapidly and triggers active defenses normally without harm to the plant cell. The second level of plant immunity develops over days and deploys a local cell death, which prevents pathogens from further spread into tissues. In addition to these cell-autonomous defense systems, plants have also evolved strategies of systemic immunity.