Einfluss von Licht auf die Differenzierung und Virulenz von Botrytis cinerea

• Antragstellerin: Dr. Julia Schumacher
• Fachliche Zuordnung: Organismische Interaktionen, chemische Ökologie und Mikrobiome pflanzlicher Systeme ; Genetik und Genomik der Pflanzen
• Förderung: Förderung von 2014 bis 2018
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 266542482

Botrytis cinerea gehört zu den Schlauchpilzen (Ascomycota), ist weltweit verbreitet, und ist der Verursacher der Grauschimmelkrankheit in mehr als 235 Pflanzenarten, darunter befinden sich hochwertige Nutzpflanzen wie Weinreben und Erdbeeren. Der Pilz kann sich durch die Bildung von Makrokonidien für die weitere Verbreitung (Sommerzyklus) oder durch die Ausbildung von Sklerotien für die Überdauerung (Winterzyklus) asexuell vermehren; die Letzteren sind auch bei der sexuellen Vermehrung involviert, indem sie Apothezien bilden, nachdem eine Befruchtung mit Mikrokonidien erfolgt ist. Licht induziert die Differenzierung von Konidien und Apothezien, während Sklerotien ausschließlich in dessen Abwesenheit gebildet werden. Feldpopulationen sind sehr unterschiedlich zusammengesetzt und weisen verschiedene, phänotypische Eigenschaften auf, so dass sie in zwei Gruppen aufgeteilt werden können: Stämme, die eine Photomorphogenese unterlaufen (AUF LICHT REAGIEREND) und BLINDE Stämme, die entweder sterile Myzelien (FLAUSCHIG) oder die gleichen Reproduktionsstrukturen unter verschiedenen Lichtbedingungen bilden (IMMER KONIDIEN, IMMER SKLEROTIEN). Jedoch kann erwartet werden, dass das Unvermögen von Stämmen, Konidien als Hauptquelle für weitere Infektionen oder Sklerotien als Voraussetzung für die sexuelle Vermehrung zu bilden, die generelle Fitness des Pathogens einschränkt, wodurch es fraglich ist, warum diese Stämme relativ häufig im Feld zu finden sind. Tatsächlich kann der Phänotyp BLIND einhergehen mit reduzierter Virulenz, wie es gezeigt wurde für den Phänotyp IMMER KONIDIEN der Stämme T4 und 1750, der durch einzelne Punktmutationen im Gen bcvel1 hervorgerufen wird. Die Identifizierung von bcltf1 (Licht-reagierender Transkriptionsfaktor 1) als neues Virulenz-assoziiertes Gen untermauert weiterhin unsere Hypothese, dass es einen Zusammenhang zwischen lichtabhängiger Signaltransduktion und Virulenz gibt. Demnach nehmen wir an, dass die gleichen Mechanismen (z. B. Expression von schützenden Enzymen und die Bildung von Pigmenten) aktiviert und benötigt werden für Lichttoleranz und Virulenz, in dem sie den Pilz vor oxidativen Stress schützen, der während der Belichtung (photooxidativer Stress) und der Wirtsinfektion (oxidativer Ausbruch) entsteht. In Hinblick auf den Einfluss von Licht auf den Lebenszyklus von B. cinerea und das begrenzte Wissen über die lichtabhängige Signaltransduktion in pflanzenpathogenen Pilzen im Allgemeinen, beabsichtigen wir das Netzwerk der Photorezeptoren und lichtregulierter Transkriptionsfaktoren näher zu untersuchen, das die lichtabhängigen Differenzierungsprogramme, Pigmentbildung und Virulenz reguliert. Weiterhin ist ein FORWARD GENETICS Ansatz vorgesehen, um weitere Komponenten der Lichtsignaltransduktionsmaschinerie in B. cinerea zu identifizieren.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen