Funktionelle Charakterisierung und Validierung von Nichtwirtskomponenten für dauerhafte Resistenz gegen Pilzkrankheiten in Triticeae Getreidearten (DURESTrit)

• Antragstellerinnen / Antragsteller: Professor Dr. Adam Bogdanove; Dr. Lesley Boyd, Ph.D.; Dr. Jochen Kumlehn; Professor Dr. Rients Niks; Professor Dr. Ralph Panstruga; Professor Dr. Ulrich Schaffrath; Dr. Patrick Schweizer (†); Professor Dr. Pietro Spanu; Professor Dr. Nils Stein, seit 8/2015; Dr. Emma Wallington; Professor Dr. Roger Wise
• Fachliche Zuordnung: Genetik und Genomik der Pflanzen ; Pflanzenphysiologie
• Förderung: Förderung von 2014 bis 2018
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 243085332

Nichtwirtsresistenz (NHR, für NonHost Resistance) gilt als die dauerhafteste und am breitesten wirkende Form pflanzlicher Pathogenresistenz, um die Mehrzahl an Pathogenattacken aus der Umwelt abzuwehren. Um NHR in zukünftigen Pflanzenschutzkonzepten zu nutzen müssen wir besser verstehen warum eine Minderheit von wirtsangepassten Pflanzenpathogenen NHR umgehen oder unterdrücken können, und welche Abwehr- oder pathogenunterstützenden Proteine, Signalwege und zelluläre Strukturkomponenten dabei angegriffen werden um Krankheit zu etablieren. Dabei stellen gentechnologische Ansätze eine attraktive Alternative zur traditionellen Züchtung dar, um NHR über Artgrenzen hinweg einzubringen und zu nutzen.Im ERA-NET Konsortium TritNONHOST und in weiteren vorangegangenen Projekten identifizierten wir in der Gerste und im Weizen eine Anzahl Gene und Genloci, welche korreliert oder assoziiert sind mit NHR gegen wichtige Pilzpathogene wie den Getreidemehltau. Einige dieser Kandidatengene, welche zu der Familie der Rezeptorkinasen gehören, wurden erfolgreich mittels transienter Expressionsstudien in der Gerste und im Weizen als relevant für NHR bestätigt und stellen eine wichtige Ressource für die geplanten Arbeiten im DURESTrit Konsortium dar. Zusätzlich wurden im Vorfeld NHR Resistenzloci in der Wildgerste Hordeum bulbosum und in experimentellen, für NHR-Stärke segregierenden, Kulturgerstenpopulationen lokalisiert. In DURESTrit sollen drei funktionell vorcharakterisierte Rezeptorkinasen plus weitere Kandidatengene mit herausragenden, mit NHR in Weizen und Gerste korrelierten, Regulationseigenschaften in transgenen Pflanzen charakterisiert und validiert werden. Ferner sollen NHR Gene in existierenden Rückkreuzingslinien mit H. bulbosum Introgressionen und in Kartierungspopulationen der Gerste feinkartiert und isoliert werden. Die so erzeugten Pflanzen werden entweder Transgene oder Genomfragmente von NHR Donoren enthalten oder in der Expression von NHR Kandidatengenen mittels RNAi und TALEN Technologie unterdrückt sein. Kandidatengene der Gerste werden hinsichtlich Protein-Protein Interaktionen mit sekretierten Pathogenitätsfaktoren (Effektoren) des Mehltaus untersucht, in Zusammenarbeit mit einem geplanten NSF Verbundvorhaben zu Effektorfunktion in Getreide-Mehltauinteraktionen in den USA.Das Projekt wird eine Reihe identifizierter, für NHR potentiell wichtiger, Gene vertiefend charakterisieren und validieren mit besonderem Augenmerk auf Rezeptorkinasen und deren Wechselwirkung mit Effektoren. Es wird ferner neue NHR Komponenten identifizieren, die mittels weiten Kreuzungen oder Gentechnologie in die Gerste oder in den Weizen eingebracht wurden. Insgesamt werden die Ergebnisse des geplanten Vorhabens das Verständnis für NHR in Getreidearten Gerste und Weizen vertiefen und die Möglichkeit eröffnen NHR in anwendungsorientierten Folgeprojekten gezielt zu nutzen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: Großbritannien, Niederlande, USA
• Ehemalige Antragstellerin: Dr. Brigitte Ruge-Wehling, bis 8/2015