Wurzel-Pathogenabwehr & Rhizosphären-Immunität
Kurzdefinition
Cannabis-Wurzeln erkennen Bodenpathogene (Pythium, Fusarium) über PRR-Rezeptoren (CERK1/FLS2) und aktivieren PTI. Das benefizielle Rhizosphären-Mikrobiom ergänzt diese Immunität durch Competitive Exclusion und direkte Antibiose.
Wissenschaftliche Beschreibung
Hauptwurzelpathogene von Cannabis
Pythium (Oomycet, Schleimpilz): - Pythium aphanidermatum, P. ultimum, P. irregulare: Damping-off + Wurzelfäule - Zoosporen schwimmen chemotaktisch zu Wurzeln; befallen Elongationszone - Optimal >24°C + hohe Bodenfeuchte → DWC besonders gefährdet - Punja et al. 2022: bis zu 5 Pythium-Arten in Cannabis identifiziert
Fusarium (Ascomycet): - F. oxysporum, F. solani: Vaskuläre Welke + Kronenfäule - Chlamydosporen persistieren Jahre im Boden - Mykotoxine (Fumonisine, Deoxynivalenol)
MAMP-Perzeption: CERK1 + FLS2
Chitin-Wahrnehmung (CERK1): - CERK1 (Chitin Elicitor Receptor Kinase 1) + LYM2/LYK-Proteine erkennen Chitin-Oligomere aus Fusarium-Zellwänden - LysM-Domänen-Bindung → CERK1-Homodimerisierung → Autophosphorylierung → Signalkaskade
Flagellin-Wahrnehmung (FLS2): - FLS2 erkennt konserviertes flg22-Peptid der Flagellin-Untereinheit bakterieller Pathogene - FLS2 + Co-Rezeptor BAK1/SERK3 → BIK1-Phosphorylierung → MAPK-Aktivierung
PTI-Antwort: 1. Ca²⁺-Influx (Ionenfluss-Änderung) 2. RBOH-NADPH-Oxidase → ROS-Burst 3. MAPK-Kaskade (MPK3/MPK6) 4. Kallose-Deposition an Eindringestellen 5. Antimikrobielle Peptid-Produktion (Defensine) 6. Zellwandverstärkung (Lignin, Suberin)
Mikrobiom-Competitive Exclusion
Nischen-Okkupation: Benefizielle Endophyten besetzen Interzellularräume → Pathogene finden keine Eintrittspunkte.
Nährstoff-Konkurrenz: Rhizosphären-Bakterien (Pseudomonas) → Pyoverdine konkurrieren Pathogene aus Fe-Ressourcen (Fe-Entzug hemmt Wachstum).
Antibiose: Bacillus-Lipopeptide: - Surfactin: membrandestabilisierend, antifungal - Iturin A: direkte Membranporation in Fusarium/Pythium - Fengycin: Hemmung von Sporenkeimung
Suppressive Soils (Krankheits-suppressive Böden)
Langfristige organische Bewirtschaftung → Etablierung von Bacillus-/Pseudomonas-dominierten Rhizosphären-Konsortien → suppressive soils gegen Fusarium (2,4-DAPG von Pseudomonas) und Pythium (Iturin von Bacillus). Übergang von conducive zu suppressive soil durch Bioinokulat + organische Amendments.
Anbau-Relevanz
- DWC-Pythium-Prophylaxe: <24°C Lösungstemperatur; DO >6 mg/L; Trichoderma/Bacillus-Vorbeugung
- ISR-Priming (PGPR): Bacillus QST713 als Foliendrench oder Substrat-Einarbeitung → JA/ET-Priming vor Botrytis-Saison
- Living Soil: aktives Mikrobiom als primäre Botrytis-/Pythium-Prävention
Verwandte Begriffe
- pythium-wurzelfaeule — Pythium-Biologie im Detail (Kat 10.1)
- pgpr-cannabis-detail — ISR-Mechanismus via JA/ET
- mykorrhiza-typ — AMF als indirekter Pathogen-Antagonist
Quellen
- Punja et al. 2022 (DOI: 10.1080/07060661.2021.1954695) — Pythium-Arten in Cannabis
- PMID: 6698789 (Lyu 2019) — PGPR Biocontrol-Mechanismen
- PMID: 12831123 (Tonolo 2026) — ISR durch PGPR in Cannabis