Humanpathogene Bakterien auf Pflanzen
Obst und Gemüse wirken sich positiv auf die Gesundheit aus. Dazu tragen auch die mit Pflanzen assoziierten Mikroorganismen bei. Allerdings kann Obst oder Gemüse, wenn es mit humanpathogenen Keimen kontaminiert ist und roh verzehrt wird, auch Lebensmittelvergiftungen verursachen. In diesem Übersichtsartikel zeigen wir anhand einer Literaturstudie, wie humanpathogene Stämme von Escherichia coli oder Salmonella enterica auf Obst und Gemüse gelangen können und dass ein komplexes Zusammenspiel verschiedener biotischer und abiotischer Faktoren ihr Überleben im Boden und auf Pflanzen beeinflusst. Insbesondere mobile genetische Elemente, die durch horizontalen Gentransfer erhalten werden, tragen zur Diversität der pathogenen Eigenschaften, aber auch zur Anpassung an Habitate außerhalb des Darms bei. Wichtig für die erfolgreiche Etablierung von Humanpathogenen an der Pflanze ist deren Anhaftung und Aufnahme sowie die Reaktion der Pflanze. Die komplexe Interaktion von Humanpathogenen und Pflanze wird wesentlich durch die genetische Ausstattung des Humanpathogens, vom Pflanzengenotyp und -mikrobiom, aber auch von einer Vielzahl von Umweltfaktoren bestimmt. Für das Überleben von Humanpathogenen ist insbesondere die Verfügbarkeit von Nährstoffen kritisch, um die sie mit der natürlichen Mikroflora konkurrieren. Empfehlungen für die Praxis setzen ein besseres Verständnis der Ökologie von Humanpathogenen im Boden und an Pflanzen, aber auch entlang der Produktkette voraus. Dafür sind die Entwicklung und Nutzung empfindlicher und spezifischer Nachweistechniken, die sowohl die mögliche Diversifizierung der Humanpathogene durch horizontalen Gentransfer als auch das Problem der Nichtkultivierbarkeit berücksichtigen, besonders dringlich.
Fruits and vegetables are beneficial for human health. A major contribution to this comes from the microorganisms associated with them. However, fruits and vegetables may cause food poisoning, when contaminated with human pathogens and eaten raw. In our review, based on a literature survey, we show insights into the entry of Escherichia coli or Salmonella enterica into the fruit and vegetable environment via diverse routes and the complex interactions between various biotic and abiotic factors, which influence the survival of human pathogens in soil and on plants. In particular, mobile genetic elements acquired through horizontal gene transfer contribute to the diversity of pathogenic strains and to their adaptation to extra-intestinal habitats. For a successful establishment of human pathogens on plants, the attachment, internalization and the response of the plant are important. Mainly the genetic equipment of the human pathogen, the plant, and its microbiome determine the complex interaction between human pathogens and plants. However, also a multitude of environmental factors plays an important role. The availability of nutrients, for example, is fundamental for the survival of human pathogens and they have to compete for them with the indigenous plant and soil microorganisms. Recommendations for the practice require an improved understanding of the ecology of human pathogens in soil and on plants but also along the production chain. The development and use of sensitive and specific detection tools is essential and needs to consider the diversification of human pathogens through horizontal gene transfer as well as the problem of their non-cultivability under environmental stress conditions.
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