2.2.1 Salmonellen

Diese Gattung umfasst zwei Arten: Salmonella enterica und Salmonella bongori. S. enterica, in Hunderte von Serovare unterteilt, ist der Erreger vieler Human-, Tier- und Vogelkrankheiten weltweit, einschließlich Gastroenteritis und Typhus. Als Erreger ist sie am häufigsten mit dem Verzehr von Obst und Gemüse verbunden. Trotz ihrer klaren Anpassung zwecks Überleben in menschlichen Wirten sind Salmonellen auch in der Rhizosphäre von mehreren Kulturpflanzen nachgewiesen worden. Lange Zeit wurde angenommen, dass Salmonella auf Pflanzen nach einer mehr oder weniger zufälligen Infektion zu überleben vermag. Allerdings ist diese Vorstellung in letzter Zeit in Frage gestellt worden. Salmonella-Bakterien sind in der Lage, auch im Boden zu überleben. Untersuchungen an der nativen Conzattia multiflora, einer Hülsenfrucht, die in Mexiko heimisch ist, zeigten die Existenz von Salmonellen in knötchenartigen Strukturen dieser Pflanze. S. enterica ssp. Wurde nachgewisen in Weizen (Triticum sativum), Raps (Brassica napus) und Erdbeeren (Fragaria ananassa): und enterica Serovar Typhimurium (S. typhimurium) wurde in der Rhizosphäre von mehreren Kulturpflanzen gefunden. S. enterica fand sich auch auf wilden Tomaten (Solanum pimpinellifolium), allerdings weinger als bei domestizierten Tomatensorten (Solanum lycopersicum). Ein zusätzlicher Infektionsweg könnte Wasser sein, das in Kontakt mit menschlichen oder tierischen Abfällen gekommen ist.

Verschmutztes Wasser ist ein gut bekannt für die Verbreitung zahlreicher Krankheitserreger, einschließlich Salmonellen. Auf diese Weise können sich Bakterien durch das Wasserversorgungssystem bewegen und anschließend Getreidefelder erreichen, wo das kontaminierte Wasser zur Bewässerung verwendet wird. S. enterica-Populationen waren größer in der Phyllosphäre von Tomatenpflanzen, die mit kontaminiertem Wasser bewässert wurden, als in Pflanzen, die aus Samen in vorverseuchtem Boden gewachsen sind. Eine Infektion von Pflanzen mit Salmonella kann auch mit Hilfe von anderen Organismen bewirkt werden. Eine Co-Impfung von Kopfsalat oder Erdbeeren oder Möhren mit dem Nematoden Caenorhabditis elegans und Salmonella führte zu einer Infektion mit diesen Bakterien. Umgekehrt wurde bei einer Abwesenheit des Nematoden das Pflanzengewebe nicht mit dem Krankheitserreger infiziert. Salmonellen können auch über Insekten transportiert werden, z. B. durch die Pharaoameise (Monomorium pharaonis). Die Wechselwirkung zwischen Salmonella und den arbuskulär mycorrhizalen Pilzen (AMF) führt zu einer höheren Persistenz von Salmonella in den Pflanzen, was eine weitere Schicht von Interaktionen in der Rhizosphäre belegt.

Die Anfälligkeit gegenüber Verunreinigungen durch S. enterica über den Boden unterscheidet verschiedene landwirtschaftliche Kulturen. Die Mitglieder der Familie Brassicaceae präsentieren höhere Bakterienpopulationen als Tomaten und Salat. Jedoch wurde gezeigt, dass bei Salat, der eine stark verunreinigte Phyllosphäre aufweist, noch andere Kontaminationswege, wie beispielsweise Wasser zur Bewässerung, ebenfalls wirksam sein können. Eine weitere bemerkenswerte Möglichkeit ist, dass die Pflanze selbst zu einer Infektion beitragen kann. Eine Studie über Alfalfa-Sprossen hat gezeigt, dass während der Auskeimung der Samen der Abbau des Endosperms die Freisetzung von Zucker verursacht und andere organische Moleküle reduziert, die im Wasser zur Bewässerung gefunden werden können; diese verschaffen S. enterica ein Wachstumsmedium. Da Bakterien diese Moleküle als Nährstoffquelle metabolisieren, scheinen Pflanzenexsudaten eine geeignete Nährstoffquelle abzugeben. Darüber hinaus können andere pflanzenpathogene Bakterien zur Infektion mit Salmonella beitragen. Pektinolytische bakterielle Erreger, die Fäulnis von mobilisierten Nährstoffen verursachen, stehen häufig mit Infektionen von Obst und Gemüse durch S. enterica im Zusammenhang. Salmonellen sind nicht nur in der Lage, die Phyllosphäre zu besiedeln; es wurde auch die Tödlichkeit für infizierte Pflanzenorgane nachgewiesen. Die Inokulation von Salmonellen in Arabidopsis führte zu Chlorose und Welkung und schließlich zum Tode des infizierten Gewebes innerhalb von sieben Tagen.