ISR — Induzierte systemische Resistenz (JA/ET)
Kurzdefinition
ISR ist eine JA/ET-basierte Immunpotenzierung durch PGPR: Keine konstitutive PR-Expression (kein metabolischer Kostennachteil), aber schnellere + stärkere Abwehrreaktion beim Pathogenkontakt ("Primed State"). NPR1-abhängig, aber SA-unabhängig. Cannabis-PGPR (Bacillus spp., Pseudomonas spp.) kolonisieren Wurzeln und induzieren ISR via VOCs (2,3-Butandiol).
Wissenschaftliche Beschreibung
ISR vs. SAR: Kernunterschiede
| Merkmal | SAR | ISR |
|---|---|---|
| Induktor | Pathogeninfektion / SA | PGPR (Bacillus, Pseudomonas) |
| Hormon | SA-dominant | JA/ET-dominant |
| NPR1 | Ja (SA-abhängig) | Ja (SA-unabhängig) |
| PR-Proteine konstitutiv | Ja → metabolische Kosten | Nein → Priming ohne Kosten |
| Schutz bei Angriff | Bereits aktiv | Schneller + stärker als ungeprimed |
| Spektrum | Biotrophe primär | Nekrotrophe + Herbivore primär |
| Kombinierbar mit | ISR (additiv) | SAR (additiv) |
Cannabis-PGPR-ISR-Studien (Comeau 2021)
Getestete Stämme auf Cannabis-Wurzeln: - Bacillus velezensis LBUM279 - B. subtilis LBUM979 - B. siamensis LBUM1082 - Pseudomonas fluorescens LBUM223 - P. protegens LBUM825
Alle bilden Biofilme auf Cannabis-Wurzeln. ISR-assoziierte Metabolite: - 2,3-Butandiol (flüchtiger Metabolit aus Bacillus): bekannter ISR-Auslöser in Arabidopsis - Phenazin-1-Carbonsäure (Pseudomonas): Antibiose + ISR-Induktion
Priming-Zustand (Primed State)
Mechanismus: PGPR-Biofilm → ISR-Signal → NPR1-Aktivierung (SA-unabhängig) → Chromatin-Remodellierung in Abwehrgenloci → "Bereitschaft" ohne Transkription.
Bei Pathogenkontakt: Schnellere Transkriptions-Aktivierung (Stunden früher) + stärkerer ROS-Burst + höhere PR-Spiegel → effektive Abwehr.
Cannabis-ET-Signaling (Sands 2022)
- CsERF1 (Ethylen-Response-Faktor): durch Harpin stark induziert
- CsEIN5: durch flg22 induziert
- Beide bestätigen: ET-Signalweg funktional in Cannabis → ISR-Maschinerie vorhanden
ISR + SAR = Additiv
Praxis-Strategie: PGPR inokulieren (ISR) + SA-Elicitor (z.B. ASM) applikzieren (SAR) → beide Systeme gleichzeitig aktiv → additive Schutzwirkung ohne Wachstums-Yield-Trade-off.
Anbau-Relevanz
- PGPR-Inokulation: Rhizophagus irregularis + Bacillus subtilis QST713 + PGPR-Mischpräparate → bei Substrat-Applikation oder Stecklingstauche
- Kompatibilität: PGPR + biologische Dünger + Trichoderma = synergistisch kompatibel
- ISR + Cannabinoid-Profil: Lyu 2019 Befunde: PGPR beeinflusst Cannabinoid-Profil und Ertrag → Stressor-Modulationseffekte
Verwandte Begriffe
- sar-salicylsaeure — Komplementäres Immunsystem (SA-basiert)
- pgpr-cannabis-detail — PGPR-Stämme und ihre direkten Wirkungen auf Cannabis
- wundheilung-jasmonat — JA-Biosynthese (gemeinsamer Weg mit ISR)
Quellen
- PMID: 8488376 — PGPR + Cannabis-Rhizosphäre (Comeau 2021)
- DOI 10.3389/fmicb.2019.01761 — PGPR für Cannabis (Lyu 2019)