Mikroben helfen Pflanzen beim Wachstum in schwefelarmen Böden

Wissenschaftler des Centre for Biofilm and Microbiome Research (SCELSE) und der National University of Singapore (NUS) haben einen biologischen Mechanismus entdeckt, der Pflanzen auch in schwefelarmen Böden wachsen lässt. Ihre Studie zeigt, dass der Wettbewerb zwischen Bodenbakterien zur Freisetzung von Glutathion führt, einer Verbindung, die das Pflanzenwachstum unter schwefelarmen Bedingungen fördert.

Der Prozess beinhaltet das, was Forscher als „Fitnessaustausch zwischen Reichen“ bezeichnen. In diesem Gleichgewicht verlieren Mikroorganismen einen Teil ihrer Vermehrungsfähigkeit, während Pflanzen an Vitalität gewinnen. Diese chemische Interaktion in der Rhizosphäre bildet eine natürliche Strategie von Kooperation und Wettbewerb.

Das Team entwickelte eine synthetische Gemeinschaft mit 18 Bakterienarten, die in der Lage ist, das Wachstum von Arabidopsis und ein Gemüse aus der Familie der Kreuzblütler in Böden mit niedrigem Schwefelgehalt. Der Nutzen blieb auch dann erhalten, wenn Bakterienpaare intensiv miteinander konkurrierten, was den Vorteil für die Pflanzen verstärkte.

Laut Arijit Mukherjee, dem Erstautor der Studie, ermöglicht uns das Verständnis dieses Austauschs zwischen Pflanzen und Mikroorganismen, effektivere biologische Lösungen für die Landwirtschaft zu entwickeln. Die Entdeckung bietet einen Weg, den Einsatz chemischer Düngemittel zu reduzieren und landwirtschaftliche Systeme angesichts der Nährstoffknappheit zu stärken.

Schwefel ist essentiell für die Bildung von Proteinen, Vitaminen und Pflanzenschutzmitteln. Die geringere Luftverschmutzung hat die natürliche Wiederauffüllung dieses Elements im Boden verringert, sodass Produzenten auf synthetische Düngemittel zurückgreifen. Der neue Ansatz bietet eine nachhaltige Alternative: den Einsatz mikrobieller Konsortien, die die Produktivität auf natürliche Weise wiederherstellen.

Die Gruppe hat bereits ein Patent angemeldet, um den Mechanismus auf landwirtschaftliche Produkte anzuwenden. Laut Forscher Sanjay Swarup könnte die Methode Biodünger ermöglichen, die die Abhängigkeit von chemischen Zusätzen verringern und die globale Ernährungssicherheit stärken.

Weitere Informationen unter doi.org/10.1016/j.chom.2025.09.007