Identifizierung von CsLOB1-Zielgenen, deren Expression die Infektion von Zitruspflanzen durch Xanthomonas citri begünstigen

• Antragsteller: Professor Dr. Thomas Lahaye
• Fachliche Zuordnung: Organismische Interaktionen, chemische Ökologie und Mikrobiome pflanzlicher Systeme
• Förderung: Förderung von 2016 bis 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 326067585

Identifizierung von CsLOB1-Zielgenen, deren Expression die Infektion von Zitruspflanzen durch Xanthomonas citri begünstigen.Das Effektorprotein PthA4 des bakteriellen Phytopathogens Xanthomonas citri pv. citri (Xcc), gehört zur Transcription-Activator-Like (TAL) Effektorfamilie und begünstigt die von Xcc hervorgerufene Krankheit Zitruskrebs (citrus canker) durch transkriptionelle Aktivierung des Zitrusgens CsLOB1. CsLOB1 kodiert für ein Protein der Lateral-Organ-Boundary (LBD)-Familie, deren Mitglieder als Transkriptionsfaktoren agieren. Es ist anzunehmen, dass CsLOB1 nicht selbst, sondern dass von CsLOB1 regulierte Wirtsgene (sogenannte dtCsLOB1-Gene; direct targets of CsLOB1) physiologische Änderungen in Zitrus induzieren, welche die Xcc-Infektion begünstigen. Im Rahmen dieses Projektantrags wollen wir dtCsLOB1-Gene identifizieren und klären, wie deren Expression die bakterielle Infektion begünstigt. CsLOB1-Zielsequenzen im Zitrusgenom sollen dabei durch eine Kombination von Transkript (RNA-Seq)- und Chromatin-Immunopräzipitations (ChIP-Seq)-Analysen identifiziert werden. Um zu klären, welchen(m) der identifizierten dtCsLOB1-Gene eine Infektions-begünstigende Funktion zukommt, werden anschließend dTALEs, die jeweils spezifisch nur ein dtCsLOB1-Gen aktivieren, in pthA4-Stämmen (keine CsLOB1-Induktion, reduziertes in planta-Wachstum) exprimiert und auf Komplementation getestet. Während Xcc-Effektorproteine ihre biologische Funktion innerhalb der Zitruszellen ausüben, vermehren sich die Mikroben in den Zellzwischenräumen, dem Apoplasten. Mit Hilfe Mass-Spec-basierter Methoden wollen wir untersuchen, welchen Einfluss die intrazelluläre Expression von CsLOB1 auf die Protein- und Metabolitzusammensetzung der Apoplastenflüssigkeit hat. Wir wollen Substanzen identifizieren, die das Wachstum von Xcc im Apoplasten begünstigen.Unsere (integrierten) Metabolom-, Proteom- und Transkriptom-Analysen werden uns Einsichten/Erkenntnisse liefern/geben, wie die Expression von dtCsLOB-Proteinen in einer physiologischen Änderung des pflanzlichen Metabolismus resultiert, was eine Xcc-Infektion begünstigt. Obwohl unsere Erkenntnisse im Kontext einer Xcc-Zitrus-Interaktion geklärt werden, sind die hierbei identifizierten Mechanismen der mikrobiellen Pathogenese wahrscheinlich konserviert und auch auf andere Mikroben-Pflanzen-Interaktionen übertragbar. Somit sind die zu erwartenden Erkenntnisse vermutlich für alle Forscher relevant die sich mit Pflanzen-Mirkoben Interaktionen beschäftigen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen