Wirtswechsel ermöglichende Faktoren in einem Pilz/Gras Pathosystem

• Antragsteller: Dr. Ulrich Güldener
• Fachliche Zuordnung: Evolution und Systematik der Pflanzen und Pilze ; Bioinformatik und Theoretische Biologie
• Förderung: Förderung von 2016 bis 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 321339447

Brandpilze sind biotrophe Schädlinge welche vorwiegend Gräser, unter anderem wichtige Nutzpflanzen wie Gerste, Weizen, Mais, Hirse und Zuckerrohr als auch Futtergräser befallen. Die bisher rund 1200 identifizierten Brandpilz Arten zeigen eine relativ hohe Wirtsspezifität und können in der Summe rund 4000 verschiedene Wirtspflanzen infizieren. Das Wirtsspektrum eines Pathogen ist ein Produkt der Aneignung neuer oder der Anpassung bestehender Virulenzfaktoren (könnten z.B. kleine sekretierte Proteine, so gennante Effektoren sein) oder auch der Verlust von Genen deren Genprodukte vom Wirt erkannt und daher als Avirulenz-faktoren bezeichnet werden. Wirtsseitig können sogenannten Resistenzgenprodukten welche bei der Pathogenerkennung wichtig sind oder aber quantitativ wirkenden Resistenzgene eine Wirtsspektrum begrenzende Rolle spielen. Wir haben interspezifische Paarungen zwischen Ustilago bromivora und verschiedenen, andere Gräser als Brachypodium infizierenden Pilzen identifiziert. Diese Hybride können die Modelpflanze Brachypodium distachyon infizieren und bis zur Sporenbildung als Hybrid ihren Lebenszyklus vollständing durchlaufen. Diese Entdeckung ist die Basis für die exemplarische Entschlüsselung der molekularen Basis der Wirts-Wechsel ermöglichenden Faktoren durch eine Kombination von genetischen Rückkreuzungen und vergleichender Genomik wie in diesem Antrag erläutert.Wirtswechsel Ereignisse erzeugen ernsthafte Schäden in den Wirtspflanzen und werden auch in der Zukunft eine reale Bedrohung kommender Ernten darstellen. Neben ihrer ökonomischen Wichtigkeit wird ein molekulares Verständnis der Wirtswechsel Faktoren Einfluss auf evolutionäre Aspekte der rund 1200 Brandpilze und darüber hinaus haben.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: Österreich
• Mitverantwortlich: Professor Dr. Armin Djamei