Pappelkommunikation mit der Umwelt

• Antragstellerinnen / Antragsteller: Professorin Dr. Andrea Polle; Professor Dr. Jörg-Peter Schnitzler
• Fachliche Zuordnung: Forstwissenschaften
• Förderung: Förderung von 2010 bis 2020
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 184877787

Der Ectomycorrhiza-Pilz Laccaria bicolor emittiert unter anderem, zahlreiche, unterschiedliche Sesquiterpene (SQT). Ektomycorrhizale Wirtspflanzen wie Pappeln und Nicht-Wirtspflanzen wie Arabidopsis reagieren auf luftbürtigen Kontakt mit pilzlichen SQT mit einer erhöhten Bildung von Lateralwurzeln (LR). Dabei spielen reaktive Sauerstoffspezies eine Rolle. Im pilzlichen SQT-Profil wurde Thujopsen als eine biologisch aktive Verbindung identifiziert. Aufbauend auf diesen Schlüsselergebnissen der vorherigen Projektphase, die klar zeigen, dass Pilze mit Pflanzen über volatile Signale kommunizieren, ist für den Fortsetzungsantrag geplant, molekulare Komponenten der Signalkette zu identifizieren, die in der Pflanzen der LR-Phänotyp bewirken. Dazu soll das Transkriptom, Metabolom und Proteom in Pappel- und Arabidopsiswurzeln nach luftbürtigem SQT Kontakt charakterisiert werden. Weitere bioaktive SQT sollen identifiziert werden, in dem die SQT-Synthasen aus L. bicolor kloniert, in E. coli oder Hefe heterolog exprimiert oder in L. bicolor supprimiert werden und die Transformanten getestet werden. Des Weiteren werden SQT von L. bicolor extrahiert und einzeln auf ihre Wirksamkeit in Bioassays getestet. Um kausal in die Signalkette eingebundene Komponenten zu identifizieren, sollen gerichtete und ungerichtete Versuchsansätze zur Anwendung kommen: In den gerichteten Versuchen werden reaktive Sauerstoffspezies und Ca2+ Signale untersucht und eine Mutantensammlung von Cystein-reichen Rezeptorkinasen (CRK) auf ihre SQT Reaktion überprüft. In dem ungerichteten Ansatz wird eine Markerlinie für die LR-Induktion hergestellt, die zur Produktion einer EMS Mutantenbank dient, die dann für das Mutantenscreening eingesetzt werden soll. Potentielle Mutanten werden anschließend genetisch und physiologisch charakterisiert. Wir streben an einen pflanzlichen SQT Rezeptor zu identifizieren.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen