Erstmals dreidimensionale Darstellung unterirdischer Pilznetzwerke
Wissenschaftler der Technischen Universität München (TUM) haben ein Verfahren entwickelt, das es ermöglicht, das komplexe Zusammenspiel von Pflanzenwurzeln und Mykorrhiza-Pilzen im Boden dreidimensional abzubilden. Diese Innovation eröffnet neue Perspektiven für die Erforschung klimaresilienter Pflanzen.
Bedeutung der Pflanzen-Pilz-Symbiose
Symbiotische Beziehungen zwischen Pflanzen und Mykorrhiza-Pilzen sind für viele Pflanzenarten von zentraler Bedeutung. Die Pilze vergrößern den Suchradius der Pflanzenwurzeln nach Wasser und Nährstoffen, während sie im Gegenzug von den Pflanzen Kohlenhydrate erhalten, die durch Photosynthese produziert werden. Trotz der bekannten Relevanz dieser Symbiose war eine Untersuchung des natürlichen unterirdischen Netzwerks bisher nicht möglich.
Innovative Bildgebung direkt im Boden
Die neue Methode basiert auf der Synchrotron-Computertomographie, die feinste Strukturen sichtbar macht, die konventionellen CT-Verfahren verborgen bleiben. Dabei wachsen die Pflanzen in einem speziellen „Korb“, der es erlaubt, die gesamte Probe inklusive Bodenmaterial unversehrt aus der Erde zu entnehmen. Aus zahlreichen hochauflösenden Projektionen wird ein 3D-Modell erstellt, das Wurzeln, Pilzfäden und Pilzsporen in ihrem natürlichen Umfeld darstellt. Professor Mutez Ahmed von der TUM beschreibt dieses Verfahren als einen Durchbruch in der Pflanzenforschung.
Im Gegensatz zu bisherigen Techniken, bei denen Wurzeln aus dem Boden herausgelöst und gereinigt werden mussten – was feine Strukturen und räumliche Verflechtungen zerstörte – erlaubt das neue Verfahren die Untersuchung des gesamten Netzwerks in situ. Die Forschenden betonen, dass die Methode auch außerhalb von Laborbedingungen anwendbar ist.
Potenziale für die Landwirtschaft und Klimaforschung
Henri Braunmiller, Erstautor der Studie, hebt hervor, dass ein vertieftes Verständnis der Mykorrhiza-Beziehungen dazu beitragen kann, die Symbiose gezielt zu nutzen. Die dreidimensionale Visualisierung zeigt, wie Pflanzen und Pilze interagieren und welche Netzwerke besonders effektiv bei der Versorgung mit Wasser und Nährstoffen sind. Langfristig könnten daraus Strategien entwickelt werden, um Kulturpflanzen widerstandsfähiger gegenüber Trockenstress und den Folgen des Klimawandels zu machen.
Kontaktinformationen
- Henri Braunmiller
Professur für Root-Soil Interaction
TUM School of Life Sciences
Emil-Ramann-Straße 4, 85354 Freising - Prof. Mutez Ahmed
Professur für Root-Soil Interaction
TUM School of Life Sciences
Emil-Ramann-Straße 4, 85354 Freising
Publikation
Braunmiller, H.M. et al. (2026): Opening the black box: in situ imaging of arbuscular mycorrhizal fungal structures in soil using synchrotron-based micro-CT. New Phytologist. https://doi.org/10.1111/nph.71379
