ETH-Forscher stellen ein neues Mittel gegen Feuerbrand vor: Viren, die ausschliesslich das Feuerbrand-Bakterium befallen und zerstören. Dafür haben die Wissenschaftler die Fähigkeiten zweier natürlicher Feinde des Feuerbrand-Erregers kombiniert.
Das Bakterium Erwinia amylovora löst die Pflanzenkrankheit Feuerbrand aus und beschert Obstbauern dadurch Ernteverluste. Der zähe Bakterienschleim verstopft die Leitgefässe von Apfel- und Birnbäumen und lässt Blüten und Blätter verdorren. Durch Bestäuber kann sich der Erreger weiter verbreiten.
Forschende um Martin Loessner von der ETH Zürich stellen nun eine neue Waffe gegen den Feuerbrand vor: Sie haben natürliche Feinde des Feuerbrand-Bakteriums optimiert, wie die Hochschule am Montag mitteilte. Dabei handelt es sich um Bakterienviren (Bakteriophagen genannt), die ganz spezifisch Erwinia amylovora befallen.
Der Bakteriophage Y2 kann Erwinia zwar effizient zerstören, kommt aber schlecht durch die zähe Schleimhülle des Bakteriums. Anders beim Bakteriophagen L1, das dank eines schleimlösenden Enzyms zwar durch die Schutzhülle zum Bakterium vordringen kann, es aber weniger effizient zu zerstören vermag wie Y2.
Durch Kombination zum effizienten Killer
Deshalb haben die Forschenden um Loessner das Gen für das schleimlösende Enzym aus L1 in Y2 eingebaut. Der daraus entstandene Feuerbrand-Killer gelangt somit besser in das Bakterium, vermehrt sich darin und löst es schliesslich auf, um freizukommen und weitere Bakterien befallen zu können. Dabei würden auch grosse Menge des schleimlösenden Enzyms freigesetzt, was den Abbau der Schleimhülle umliegender Bakterien beschleunige, schrieb die ETH.
«Unser Bakteriophage erwies sich als sehr wirksam gegen den Feuerbrand-Erreger, nicht nur im Labor, sondern auch bei infizierten Apfelblüten», liess sich Loessner in der Mitteilung zitieren. Dies ergab sich bei Tests in abgesicherten Gewächshäusern. Feldversuche gab es bisher keine. «Feuerbrand ist eine der schlimmsten Pflanzenkrankheiten, da kann man nicht im Feld experimentieren», sagte Loessner.
Neuer Diagnose-Test
Die Wissenschaftler schufen auch noch eine weitere Version des Y2-Bakteriophagen, mit dem sich der Feuerbrand-Erreger gezielt nachweisen lässt. Dank eines in Y2 neu eingebauten Gens fangen die Erwinia-Bakterien an zu leuchten, wenn sie von dem Virus befallen werden.
Dieses Leuchten lasse sich einfach messen und als spezifischer Nachweis verwenden, hiess es in der ETH-Mitteilung. Der Test sei sehr empfindlich: Dafür reichten schon wenige tausend infizierte Bakterien aus, sagte Loessner. Ausserdem sei diese Methode schneller und präziser als bisherige Tests.
Obstbauern müssen ihre Bestände regelmässig untersuchen, um befallene Bäume frühzeitig zu entdecken. Erkrankte Bäume müssen sie fällen und restlos verbrennen. Der Einsatz des Antibiotikums Streptomycin gegen Feuerbrand ist seit Anfang 2016 verboten. Deshalb wird nach alternativen Behandlungsmitteln gesucht.