RNAi-vermittelte Kontrolle von Wurzelpathogenen

• Antragstellerin: Professorin Dr. Aline Koch
• Fachliche Zuordnung: Pflanzenzüchtung, Pflanzenpathologie
• Förderung: Förderung von 2016 bis 2018
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 321722509

RNAi stellt einen evolutionär konservierten Mechanismus der Genregulation dar und bewirkt, ausgelöst durch nicht-kodierende doppelsträngige (ds)RNA Moleküle, das Stummschalten (Silencing) spezifischer Genprodukte. Dieses natürliche Phänomen macht man sich bei der Kontrolle von agronomisch-relevanten Schaderregern und Schädlingen zu Nutze, indem man Pflanzen erstellt, welche diejenigen spezifischen dsRNAs in planta exprimieren, die letztlich zur Geninaktivierung im Zielorganismus führen. Diese Strategie wird als Host-induced gene silencing (HIGS) bezeichnet. Der Erfolg der RNAi wird durch die zahlreichen Studien reflektiert, welche die Effektivität dieser Technologie gegen verschiedenste Krankheitserreger und Schadorganismen, wie Viren, parasitäre Pflanzen, Nematoden, Insekten und Pilze, unter Beweis stellen. Im Rahmen eines vorherigen Forschungsvorhabens gelang es uns erstmals diese innovative HIGS-Strategie gegen den pathogenen Getreidepilz Fusarium graminiearum erfolgreich anzuwenden. Obwohl der Proof of concept bereits erbracht wurde, ist die Umsetzung der Forschungsergebnisse in die Praxis weiterhin problematisch. Bis heute wird die gentechnische Modifikation von Nutzpflanzen von einer breiten mitteleuropäischen Öffentlichkeit abgelehnt. Aus diesem Grund haben wir im Rahmen einer weiteren Studie eine nicht-transgene Anwendung der RNAi-vermittelte Pathogenkontrolle entwickelt. Hierbei werden die RNA-Moleküle exogen durch Sprühen auf die Blätter von Gerstenpflanzen appliziert. Dieser nicht-transgene Ansatz, den wir als Spray-induced gene silencing (SIGS) bezeichnen, ist ebenfalls sehr erfolgsversprechend. Aufgrund des erfolgreichen Einsatzes und unserer Erfahrung in der Umsetzung der HIGS- sowie der SIGS-Strategie zur Kontrolle von Fusariosen an Blättern und Ähren, wollen wir im Rahmen des beantragten Forschungsprojektes untersuchen, inwiefern sich das Prinzip der RNAi-vermittelten Krankheitsresistenz auf Wurzelpathogene anwenden lässt. Das Forschungsvorhaben beschäftigt sich mit der nicht-transgen-vermittelte Kontrolle von wurzelpathogenen Pilzen der Gattung Fusarium (Fusarium culmorum) sowie der Gattung Magnaporthe (Magnaporthe grisea). Beide Pilze zählen zu den relevantesten Schaderreger in der Landwirtschaft und sind ursächlich für eine Vielzahl schwerwiegender Pflanzenkrankheiten im Getreideanbau. Die dadurch hervorgerufenen agrarökonomischen Schäden, bezogen auf das Erntegut Korn und die damit verbundene Industrie respektive die weltweite Nahrungs- und Futtermittelproduktion, sind immens. Aus diesem Grund sowie der sukzessive ansteigenden Zahlen von Resistenzen pilzlicher Krankheitserreger gegenüber zugelassenen Wirkstoffen, gewinnt die Anwendung von innovativen Schlüsseltechnologien wie sie im Rahmen des beantragten Forschungsvorhabens untersucht werden, zunehmend an Praxisrelevanz.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen