Effektorproteine des pflanzenpathogenen Pilzes Magnaporthe oryzae zur Manipulation der Wirtresistenz während verschiedener Stadien des hemi-biothrophen Infektionsprozesses

• Antragsteller: Professor Dr. Ulrich Schaffrath
• Fachliche Zuordnung: Organismische Interaktionen, chemische Ökologie und Mikrobiome pflanzlicher Systeme ; Pflanzenphysiologie ; Pflanzenzüchtung, Pflanzenpathologie
• Förderung: Förderung von 2019 bis 2024
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 410278620

Die Sicherstellung der Nahrungsmittelversorgung ist eine der globalen Herausforderungen unseres Jahrtausends. Die Ernteerträge sind dabei nicht nur durch Natur- und Klimakatastrophen gefährdet sondern auch durch Schadorganismen, die ganze Ernten vernichten können. Die Anwendung von Pflanzenschutzmitteln ist teuer und daher weltweit nicht immer möglich und hat u.U. negative Auswirkungen auf die Umwelt. Eine ideale Möglichkeit zuverlässige Ernteerträge zu garantieren, ist es daher Pflanzen direkt mit den genetischen Ressourcen für eine effektive Pathogenabwehr auszustatten. Um solche "smarten" Pflanzen zu generieren, ist ein vertieftes Verständnis der molekularen Mechanismen unabdingbar, mit denen Pathogene ihre Wirtpflanzen erfolgreich besiedeln.Das beantragte Projekt adressiert diese wichtigen Zusammenhänge indem es das Pathogen Magnaporthe oryzae untersucht. Dieser phytopathogene Pilz kann jedes Jahr Ernteerträge vernichten, die ansonsten 60 Millionen Menschen ernährt hätten. Der Lebenszyklus des Pilzes ist dabei recht kompliziert und geht von einer Anfangs biotrophen Phase, während der sich der Pilz von lebendem Wirtgewebe ernährt, in eine nekrotrophe Phase über, in der der Pilz Toxine sekretiert und seinen Wirt abtötet. Ein solcher Lebenszyklus wird als hemi-biotroph bezeichnet. Obwohl das Pathogen seit mehr als 20 Jahren intensiv untersucht wird, sind entscheidende Fragen zum Infektionsprozess auf molekularer Ebene immer noch unverstanden. Unser Projekt will diese Lücke in einem integrierten Ansatz, bei dem die verschiedenen Stadien der Wirtkolonisierung erfasst werden, verkleinern bzw. schließen. Um dieses Ziel zu erreichen sind stehen umfangreiche, komplementäre Erfahrungen in den beiden kooperierenden Arbeitsgruppen in Deutschland und China zur Verfügung.In den letzten Jahren rückten kleine, von den Pathogenen sekretierte, Proteine in den Fokus des Interesses. Diese sogenannten Effektoren werden wohl von den Wirtzellen aufgenommen und manipulieren die Wirtabwehr. Hierzu interagieren die Effektoren mit Wirtproteinen, die ansonsten am Zustandekommen einer Abwehrreaktion notwendig gewesen wären. Die Schaffrath- und die Zhang-Arbeitsgruppen haben in der Vergangenheit bereits solche Effektoren entdeckt und z.T. charakterisiert. Dabei konzentrierten sich beide Gruppen bislang auf bestimmte Stadien des Infektionsprozesses. In dem beantragten Projekt sollen nun die Aktivitäten beider Gruppen gebündelt werden und Effektoren entlang des gesamten Infektionsverlaufes untersucht werden. Letztlich können solche Informationen zur Herstellung "smarter" Pflanzen genutzt werden.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: China
• Partnerorganisation: National Natural Science Foundation of China
• Kooperationspartner: Professor Dr. Zhenggung Zhang