(Michal Maňas/Wikimedia Commons/CC-BY 2.5) 
In einer faszinierenden Entdeckung, einer weit verbreiteten Virus Das schädigt normalerweise Pflanzen aus der Familie der Kohlgewächse wie Brokkoli und Blumenkohl, kommt aber in Krisenzeiten tatsächlich seinen Wirten zugute.
Forscher haben herausgefunden, dass das Rübenmosaikvirus in Dürreperioden von einem Hindernis zu einem Hilfsmittel werden kann, indem es die zirkadiane Uhr seines Wirts verändert, sodass die Pflanze weniger Wasser verliert.
In der Studie wurde eine wilde Unkrautart namens Ackerschmalwand ( Arabidopsis thaliana ) mit einer bestimmten Variante des Virus infiziert war, stellten Forscher fest, dass die Wahrscheinlichkeit, dass die Pflanze nachfolgenden Wasserstress überlebt, um 25 Prozent höher war.
Und es scheint alles vom Wetter abzuhängen.
„Unter normalen Bedingungen zeigt das Virus seine klassische Vision als Krankheitserreger, indem es bewässerte Pflanzen abtötet.“ erklärt Virologe Santiago Elena Fito, Vorsitzender des Instituts für Integrative Systembiologie (I2SysBio).
„Die infizierten Pflanzen, die durch die Dürre unter Stress standen, blieben jedoch am Leben.“
Ackerkresse. ( Marie-Lan Nguyen/Wikimedia Commons/CC-BY )
Um herauszufinden, was tatsächlich für diese Veränderungen verantwortlich war, infizierten Forscher gesunde Pflanzen mit Varianten des Virus, die sich entweder unter dürreähnlichen Bedingungen entwickelt hatten oder unter normalen Regenmengen gewachsen waren.
Die infizierten Pflanzen wurden dann entweder normal bewässert oder einer Wasserknappheit ausgesetzt.
Diejenigen Varianten des Virus, die sich unter normalen Bedingungen entwickelten, verursachten weiterhin Krankheiten in diesen Pflanzen. Während die Varianten, die sich unter dürreähnlichen Bedingungen entwickelten, mehr Gnade zeigten, selbst wenn ihre Wirte weiterhin gut bewässert waren.
Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass die Dürre entstanden ist Viren verursachen irgendwie Veränderungen in der Transkription der Gene ihres Wirts, um ihnen zu helfen, besser zu überleben. Tatsächlich fanden die Autoren heraus, dass Pflanzen, die mit diesen Varianten infiziert waren, genetische Veränderungen im Zusammenhang mit ihrer zirkadianen Uhr aufwiesen, die den Wasserverbrauch einer Pflanze beeinflussen können.
In einer sich schnell erwärmenden Welt, in der häufigere und intensivere Dürren die Zukunft vieler Nutzpflanzen gefährden, könnte dieses Wissen lebensrettend sein.
Frühere Untersuchungen haben einiges gezeigt Viren können bei Kulturpflanzen Krankheiten verursachen, scheinen sich aber nicht in gleicher Weise auf Wildpflanzen auszuwirken. Wissenschaftler gehen davon aus, dass dies darauf zurückzuführen ist, dass Wirt-Virus-Beziehungen einem Spektrum von Pathogenese (oder Krankheit) bis hin zu Mutualismus (von dem alle profitieren) zuzuordnen sind. Und bestimmte Umweltbedingungen können dabei helfen, die Position eines Virus auf dieser Grenze zu bestimmen.
Im Jahr 2008 haben Forscher bemerkte mehrere Mosaikviren, die offenbar die Toleranz der Pflanzen gegenüber Umweltstress verbessern und ihre Antioxidantien und den Wasserschutz steigern.
Im Jahr 2013 ein weiterer Studie zeigten, dass Dürre und Hitze zusammen die Signalwege des Rübenmosaikvirus verändern könnten, obwohl angenommen wurde, dass dies die Hitzereaktion der Pflanze verringert und nicht verbessert.
Die Autoren behaupten, ihre Studie sei die erste, die zeigt, dass Umweltbedingungen die Beziehung eines Virus zu seinem Wirt direkt beeinflussen können und sich in einem einzigen Lebenszyklus von der Pathogenese zum Mutualismus entwickeln.
„Es wurde schon früher beobachtet, dass ein Virus seinem Wirt Dürretoleranz verleihen kann“, so die Autoren schreiben „Aber unseres Wissens ist dies das erste Mal, dass untersucht wurde, wie abiotischer Stress die Entwicklung einer Wirt-Virus-Interaktion beeinflusst.“
Die Studie legt nahe, dass einige Pflanzen bei einer nichtbiologischen Bedrohung ihren Stoffwechsel und ihre Genexpression anpassen und so Veränderungen herbeiführen können, die wiederum den Ausgang einer Virusinfektion beeinflussen können.
Viren, die sich unter diesen dürreähnlichen Bedingungen in Pflanzen entwickeln, haben im Wesentlichen gelernt, ihren Wirt nicht zu treten, während dieser am Boden liegt.
„Unsere Daten deuten darauf hin, dass die Virusanpassung unter Dürrebedingungen zu einer unterschiedlichen Transkriptomveränderung in ihren lokalen Wirten führt“, so die Autoren schreiben .
„Ein Vergleich der Genexpression in Pflanzen, die mit Standard- und Dürreviren infiziert sind, zeigte, dass der größte Teil der unterschiedlichen Expression in der Dürreumgebung stattfindet“, fügen sie hinzu.
Mit anderen Worten: Diese Art von Virusinfektion kann die Trockenheitstoleranz von Ackerschmalwandpflanzen verändern, das Überleben des Wirts fördern und das Überleben des Virus selbst sicherstellen. Dies ist letztendlich der Grund, warum sich die Infektion auch unter Stressbedingungen vermehren und ausbreiten kann.
Der Mechanismus, den Viren nutzen, um bei Pflanzen Dürretoleranz hervorzurufen, sei wahrscheinlich nicht universell, sagen die Autoren, und wahrscheinlich sogar innerhalb der Arten unterschiedlich. Aber wenn wir herausfinden, wie wir diese häufigen Infektionen von Krankheitserregern in Partner umwandeln können, könnte uns das helfen, unsere Pflanzen auf die bevorstehenden Dürreperioden vorzubereiten.
Die Studie wurde veröffentlicht in PNAS .