Aerosole als Lebensversicherung für Mikroben?

Staub, Ruß oder Salz aus der Luft: Was wenig vielversprechend klingt, kommt Mikroorganismen auf Blattoberflächen von Pflanzen zugute.

Welche positiven Effekte solche Aerosole für die Mikroben und die Pflanzen haben können, untersucht ein Forschungsteam der Universität Bonn und der Hebrew University of Jerusalem. Die Deutsch-Israelische Stiftung für Wissenschaftliche Forschung und Entwicklung (GIF) fördert das Vorhaben in den nächsten vier Jahren mit rund 800.000 Euro. Die Anschubfinanzierung stammt von einem Collaborative Research Grant aus Exzellenzmitteln der Universität Bonn.

Ein einziges Pflanzenblatt kann zehn Millionen Bakterien und andere Mikroben beherbergen. “Diese Mikroorganismen sind Teil des pflanzlichen Mikrobioms, das als natürliche Barriere gegen mikrobielle Schaderreger eine wichtige Rolle für die Gesundheit der Pflanzen spielt”, sagt Prof. Dr. Claudia Knief vom Institut für Nutzpflanzenwissenschaften und Ressourcenschutz (INRES) der Universität Bonn.

Aber die Lebensbedingungen auf Blattoberflächen sind hart – auch für die winzigen Lebewesen. Dort sind Nährstoffe nur äußerst begrenzt verfügbar und das Austrocknungsrisiko für die Mikroorganismen ist tagsüber besonders groß. “Wie Blattmikroben unter solch schwierigen Bedingungen überleben, ist nicht gut verstanden”, sagt Privatdozent Dr. Jürgen Burkhardt, ebenfalls vom INRES und wie Prof. Knief auch Mitglied im Exzellencluster „Phenorob“ und im Transdisziplinären Forschungsbereich „Nachhaltige Zukunft“ der Universität Bonn.

Ein neues Projekt soll Licht ins Dunkel bringen. Die Forschenden vom INRES der Universität Bonn untersuchen mit dem Team von Dr. Nadav Kashtan von der Hebrew University of Jerusalem (Israel) die Rolle atmosphärischer Aerosole, die das mikrobielle Leben auf Blattoberflächen von Pflanzen fördern. Bei Aerosolen handelt es sich etwa um winzige Partikel aus Staub, Ruß oder Meersalz, die in der Luft schweben und sich auf Oberflächen – unter anderem von Blättern – ablagern. Die Deutsch-Israelische Stiftung für Wissenschaftliche Forschung und Entwicklung (GIF) fördert das Vorhaben in den nächsten vier Jahren mit rund 800.000 Euro.

Nährstoffe und Schutz vor Austrocknung

Das deutsch-israelische Forschungsteam stellt die Hypothese auf, dass atmosphärische Aerosole auf Pflanzenblättern eine wichtige Rolle bei der Unterstützung der Blattmikroben spielen. “Aerosole können für die Blattmikrobiota Nährstoffquellen sein”, sagt Dr. Nadav Kashtan vom Institut für Umweltwissenschaften der Hebrew University. “Außerdem können sie vor Austrocknung schützen.” Darüber hinaus wollen die Forschenden im Blick behalten, welche Konsequenzen menschliche Aktivitäten und Klimawandel auf diese Prozesse haben, da sich Aerosolzusammensetzung und -menge etwa durch Luftverschmutzung und Wüstenausdehnung ändern. Vertiefte Kenntnisse zum Zusammenhang von Aerosolen und Organismen auf den Blattoberflächen könnten in Zukunft auch der Pflanzengesundheit, der Landwirtschaft und dem Naturschutz zugute kommen.

Collaborative Research Grant als Anschub

Im Projekt “Die überraschende Rolle der atmosphärischen Aerosole: Unterstützung des mikrobiellen Lebens auf Pflanzen” wollen die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler verschiedenen Wege aufdecken, wie atmosphärische Aerosole das mikrobielle Leben auf Blättern unterstützen. Das Vorhaben ist die Fortsetzung eines gemeinsamen Seed Grants der Universität Bonn und der Hebrew University of Jerusalem. In den Jahren 2021 und 2022 wurde das Projekt mit einem Collaborative Research Grant in Höhe von 20.000 Euro aus Exzellenzmitteln der Universität Bonn gefördert. Die Forschenden nutzten die Anschubfinanzierung, um ihre Zusammenarbeit zu etablieren und die Projektmittel der Deutsch-Israelischen Stiftung für Wissenschaftliche Forschung und Entwicklung zu beantragen.

Wissenschaftliche Ansprechpartner:

Prof. Dr. Claudia Knief
Institut für Nutzpflanzenwissenschaften
und Ressourcenschutz der Universität Bonn
Tel. 0228/732555
E-Mail: knief@uni-bonn.de

Privatdozent Dr. Jürgen Burkhardt
Institut für Nutzpflanzenwissenschaften
und Ressourcenschutz der Universität Bonn
E-Mail: j.burkhardt@uni-bonn.de

Weitere Informationen:

https://www.uni-bonn.de/de/forschung-lehre/angebote-fuer-forschende-und-lehrende…
https://www.uni-bonn.de/de/neues/204-2021