Pathogate: Stoma-Antwort auf Mikrobenbefall

• Antragsteller: Dr. Peter Ache; Professor Dr. Rainer Hedrich; Professor Rob Roelfsema, Ph.D.
• Fachliche Zuordnung: Pflanzenphysiologie
• Förderung: Förderung von 2014 bis 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 262167000

Die stomatären Öffnungen der Blattoberfläche sind essentiell für die CO2-Aufnahme der Pflanzen. Gleichzeitig ermöglichen sie aber auch Transpiration und stellen Eintrittspforten für pathogene Mikroorganismen dar. Jedes Stoma besteht aus zwei Schließzellen, die durch Volumenänderung die Stomabewegung steuern. Als Reaktion auf verschiedene Signale, wie z.B. Trockenheit, aber auch Pathogen-Befall, werden die Stomata geschlossen, wodurch sowohl exzessiver Wasserverlust, als auch das Eindringen von Mikroben verhindert wird. Das heißt, Schließzellen reagieren sehr ähnlich auf abiotische, wie auch auf biotische Signale. Ziel dieses Projekts ist es, die Mikroben-assoziierte Signalwahrnehmung und weiterleitung der Schließzellen zu entschlüsseln. Da der Stomaschluss als Antwort auf die verschiedenen Schließsignale einem ähnlichen Muster folgt, soll die Signalweiterleitung des biotischen Stimulus mit dem bereits sehr gut untersuchten Perzeptionsmechanismus des Trockenstresshormons ABA verglichen werden. Denn obwohl die Erkennungsmechanismen von ABA und Pathogenen unterschiedlich sind, laufen beide Signalkaskaden bei der Protein-Kinase Open Stomata1 (OST1) zusammen. OST1 stellt eine Schlüsselkomponente für die Aktivierung der Plasmamembran-Anionenkanäle SLAC1/SLAH3 da, die wiederum essentiell für den Stomaschluss sind. Wir wollen sowohl die Ereignisse zwischen der Pathogen-Rezeptor-Erkennung und OST1, als auch die nachfolgenden Schritte bis zum Stomaschluss in ihrer zeitlichen Reihenfolge aufklären. Mit diesen Ergebnissen sollten wir wichtige Schaltstellen des komplexen Schließzell-Signalnetzes identifizieren und gleichzeitig die Spezifität der Schließzellantwort auf Pathogenbefall aufklären können.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen