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StartseiteForschung aktuellHilfe zur Selbsthilfe gegen die Zitrusgrünkrankheit25.06.2021

Impfung für Pflanzen Hilfe zur Selbsthilfe gegen die Zitrusgrünkrankheit

Werden Orangen und Zitronen in der Zukunft zu Luxusgütern? Forscher warnen, dass es zu einer Knappheit der Obstsorten kommen könnte, denn verschiedene Krankheiten bedrohen die Bäume und deren Früchte. In Kalifornien arbeiten Wissenschaftler deswegen an einer Lösung – möglicherweise mit einem Impfstoff.

Von Joachim Budde

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Der Zitrusfarmer John Floyd steht inmitten von Zitrusbäumen auf seiner Plantage in Dade City, Florida (imago / ZUMA Wire / St. Petersburg)
Vor allem auf Plantagen in Florida ist die Zitrusgrünkrankheit zum Problem geworden (Symbolbild) (imago / ZUMA Wire / St. Petersburg)
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Welche Krankheiten befallen die Orangen- und Zitronenbäume?

Wissenschaftler der Universität im kalifornischen Riverside forschen für ein Zitruspflanzen-Schutzprogramm zu verschiedenen Zitruskrankheiten. Eine bereitet ihnen am meisten Sorgen: das Citrusgreening, die Zitrusgrünkrankheit, hervorgerufen durch Bakterien.

Ursprünglich kommt diese Pflanzenkrankheit aus China, seit 2005 findet sie sich auch in den USA, vor allem in Florida. Dort hat sie einige Landwirte, die Zitronen und Orangen anbauen, schon die Existenz gekostet. Forscher schlagen Alarm, denn der wirtschaftliche Schaden könnte in die Millionen gehen. Der Klimawandel sei bei der Verbreitung der Krankheiten auf jeden Fall ein Faktor, so die Forscher, denn die Temperaturen steigen und die Insekten vermehren sich immer schneller.

Neben der Zitrusgrünkrankheit forschen die kalifornischen Wissenschaftler zur eher harmlosen Yellow Vein Disease, übersetzt: die Gelbe-Venen-Krankheit. Hervorgerufen wird sie durch ein Virus, das eine wichtige Rolle beim Schutz der Zitrusbäume gegen die Zitrusgrünkrankheit spielen könnte. Die Forscher hoffen, dass das Immunsystem der Bäume auf eine kleine Dosis an Virus reagiert und sich dagegen wehren kann, wenn sie wieder infiziert werden. 

Wassertropfen perlen an der Schale eine Zitrone ab, die an einem Baum hängt  (IMAGO / robertkalb photographien) (IMAGO / robertkalb photographien)Testfarm für Pflanzenimpfungen in Kalifornien
Bis jetzt gibt es im Prinzip keine Mittel gegen das Citrusgreening. US-Wissenschaftler des Zitruspflanzen-Schutzprogramms in Kalifornien forschen aber an einer geeigneten Impfung für die Bäume.

Wie kann das Virus helfen, Pflanzen zu schützen?

Das Virus, dass die Yellow Vein Disease verursacht, könnte ein Problem bei Impfungen lösen. Um das Immunsystem anzuregen, muss ein Teil vom Bauplan des Erregers in die Zellen des Wirts gelangen – hier in die einer Pflanze, bei Covid-19 in die des Menschen. 

Beim Coronaimpfstoff von AstraZeneca zum Beispiel steckt in einem Impfvirus der Plan für den Bestandteil des Coronavirus, den das Immunsystem angreifen soll. Das Impfvirus dringt in die Zelle ein, das Immunsystem lernt und kann das echte Virus bei Infektion ausschalten.

Mehrere Injektionsnadeln liegen in einem Halbkreis, das Foto ist künstlerisch verfremdet. (imago / Future Image) (imago / Future Image)Corona-Impfstoffe in der Übersicht
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Die Forscherinnen und Forscher wollen das Virus der Yellow Vein Disease als eine Art Trojanisches Pferd verwenden. Sie nutzen dafür eine Besonderheit des Virus: Es ist sehr klein. Normalerweise haben Pflanzenviren zehn Gene, jedes für einen anderen Baustein. Das Virus der Yellow Vein Disease aber hat nur ein einziges Gen auf seiner RNA.

Die Winzigkeit habe einen entscheidenden Vorteil: Weil das Virus so klein ist, kann es sich unabhängig durch das Gefäßsystem der Pflanze bewegen, Forscher sprechen hier von einer "independent RNA", also einer unabhängigen RNA oder iRNA. Diese iRNA verkleidet sich als Protein der Pflanze, um in deren Zellen einzudringen.

Für den Kampf gegen die besonders schädliche Zitrusgrünkrankheit wollen die Forscher dem Virus-Erbgut nun ein Gen der Zitrusgrünkrankheit anhängen, um es  in die Zellen der Pflanze zu transportieren. Und wie beim Corona-Impfstoff lernt das Immunsystem der Pflanze dann, worauf sie Acht geben muss.

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Besteht bei der Methode eine Gefahr für die Pflanzen?

Die Krankheit Yellow Vein Disease hat ein Forscher an der University of California in Riverside schon 1957 entdeckt und festgestellt, dass sie nicht von Insekten, anderen Tieren oder Mikroorganismen übertragen wird. Wenn das stimmt, kann sich das Virus nur sehr schwer ohne menschliche Hilfe zwischen Bäumen verbreiten.

Zudem verursacht die Yellow Vein Disease neben einer Färbung der Blätter wohl kaum Schäden. Gerade laufen Versuche, ob die Krankheit wirklich so harmlos ist wie bislang gedacht. Sie darf natürlich weder die Qualität der Früchte noch die Ernte beeinträchtigen.

Lässt sich das Prinzip auf andere Pflanzenkrankheiten übertragen?

Auch bei Kakaopflanzen, Olivenbäumen oder Weinstöcken können Pflanzenkrankheiten große Schäden anrichten. Die kalifornischen Forscher glauben, dass auch hier kleinste RNA-Stücke zum Einsatz kommen können. Der Knackpunkt wird sein, die richtigen Viren zu finden, die auch in diesen Pflanzen den Transport übernehmen können.

Die Idee, Pflanzen zu impfen, ist auch nicht ganz neu. Ein Forscherteam der Universität Halle zum Beispiel hat erst vor zwei Jahren junge Tabakpflanzen geimpft. Der mögliche Vorteil dieser Methode: Impfungen seien keine Genmanipulation, so die Forscher. Das erleichtert die Zulassung und Akzeptanz dieser Methode.

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