Die Rolle der SERK Rezeptorfamilie in der Immunität gegen Xylella fastidiosa

• Antragstellerin: Professorin Dr. Silke Robatzek
• Fachliche Zuordnung: Organismische Interaktionen, chemische Ökologie und Mikrobiome pflanzlicher Systeme
• Förderung: Förderung seit 2018
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 402386942

Pflanzenkrankheiten sind eine Bedrohung für die globale Ernährungssicherheit. Xylella fastidiosa ist als prioritärer Schädling in Europa gelistet. Dieses von Insekten übertragene Bakterium verursacht das OLIVE QUICK DECLINE SYNDROME (OQDS) und Krankheitsausbrüche in den letzten acht Jahren. Eine nachhaltige Strategie zur Behandlung von OQDS besteht darin, anfällige Pflanzen mit entsprechenden Resistenzen zu züchten. Es sind aber nur wenige resistente Olivensorten bekannt, klassische Züchtungsansätze sind langfristig und nutzen das molekulare Wissen über pflanzliche Immunmechanismen nur wenig. Dieses Projekt wird die Prozesse evaluieren, die die Infektion mit X. fastidiosa in anfälligen und resistenten Oliven kontrollieren. Wir haben die Infektion mit X. fastidiosa im genetischen Modell A. thaliana etabliert. So konnten wir BRASSINOSTEROID INSENSITIVE 1-ASSOCIATED KINASE (BAK1) als Regulator der Infektion von X. fastidiosa identifizieren. BAK1 gehört zur Familie der SOMATISCHE EMBRYOGENESE REZEPTOR KINASEn (SERK). BAK1/SERK3 bildet Komplexe mit Mustererkennungsrezeptoren (PRR) wie dem EF-Tu-REZEPTOR (EFR), was eine PRR-induzierte Immunität (PTI) auslöst Transkriptom-Profile in Olive ergaben, dass viele OeSERK3 Homologe in der anfälligen Sorte „Ogliarola salentina“ herunterreguliert waren. In resistentem „Leccino“ waren mehr OeSERKs nach X. fastidiosa Infektion hochreguliert. Wir spekulieren, dass einige OeSERKs als Korezeptoren mit PRRs fungieren. Wir haben auch Kallus- und Zellsuspensionskulturen von den resistenten und anfälligen Olivensorten generiert, die wir zur Charakterisierung prototypischer PTI Reaktionen sowie zur Erzeugung transgener Oliven, z.B. transformiert mit EFR, verwenden. Unser Ziel hier ist es, zwei zentrale Fragen zu beantworten: 1. Wie regulieren OeSERKs PTI und die Reaktion auf eine X. fastidiosa Infektion? Profile vonOeSERKs aus Oliven und Vergleiche beider Sorten werden Kandidatengene aufdecken, die wir funktionell untersuchen werden. Mit OeSERK interagierende Proteine werden in beiden Sorten untersucht. 2. Welche PTI-Signaturen sind mit der Olivenimmunität und dem Infektionserfolg von Xylella verbunden? Vergleichende Transkriptom-Profile der resistenten und anfälligen Olivensorte zusammen mit der Untersuchung prototypischer PTI-Reaktionen auf eine Reihe von Immuntriggern in der Olivenfamilie werden Einblicke in diese Frage geben. Da es sich um eine verholzende, mehrjährige Pflanze und keine Modellpflanze handelt, besteht unser übergeordnetes Ziel darin, PTI in Oliven besser zu verstehen und die genetische Vielfalt von Genfamilien für die Identifizierung molekularer Komponenten der Immunität zu erforschen. Dieses Projekt wird zu neuen Erkenntnissen über das Immunsystem von Oliven führen und OeSERKs sowie Interaktoren identifizieren, die an der Reaktion auf X. fastidiosa beteiligt sind. Das Verständnis der Vielfalt der Immunkorezeptoren ist wichtig, um Resistenzen in anfällige Genotypen von Nutzpflanzen zu generieren.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen