FOR 5116:  Kommunikation in der Wirtspflanzen-Mikroben-Interaktion durch exRNA: ein systemanalytischer Ansatz zur Erforschung der molekularen Mechanismen und der agronomischen Anwendung

• Fachliche Zuordnung: Agrar-, Forstwissenschaften und Tiermedizin ; Biologie
• Förderung: Förderung seit 2020
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 433194101

Ernährungssicherheit und gesunde Ernährung für 11 MilliardenMenschen im Jahr 2100 ist eine der größten Herausforderungendieses Jahrhunderts. Der wissenschaftlichen Literatur zufolge gibt eskeine andere Wahl, als die globale Ertragseffizienz zu steigern unddie Ertragslücken zu verringern, um die globale Ernährungssicherheitzu gewährleisten - denn eine weitere Flächenvergrößerung für dieLandwirtschaft ist keine akzeptable Alternative. Um dieselandwirtschaftlichen Ziele zu erreichen, sind ein neues Verständnisder Mechanismen von Pflanzenkrankheiten und neue technologischeErkenntnisse im Pflanzenschutz erforderlich. Daher ist es dasHauptziel dieser Initiative, ein international führendes undkooperatives Konsortium zu bilden, mit dem gemeinsamen Ziel, einmechanistisches Verständnis der RNA-vermittelten „Cross-Kingdom“Kommunikation zwischen Pflanzenwirten und ihren Pathogenen zuentwickeln. Unsere zentrale Hypothese ist, dass exRNAs (RNAEffektoren)eine Schlüsselrolle bei der Infektion von Pflanzen durchKrankheitserreger spielen und daher auch ein hohes Potenzial zurVerbesserung der Pflanzengesundheit haben. Die übergeordnetenstrategischen Ziele unserer Initiative sind: • die Rolle von exRNAs inder Zell-zu-Zell-Kommunikation und ihre Übertragungswegeaufzuzeigen • die Entwicklung neuer Strategien für denPflanzenschutz zu ermöglichen • Forschungskapazitäten in derexRNA-Biologie aufzubauen und die Ausbildung der nächstenGeneration von Studierenden in diesem wichtigen Forschungsgebietvoranzutreiben. Unsere spezifischen Ziele sind: • Die Entwicklung vonStrategien zur Verbesserung der Verwendung von RNA bei derBekämpfung von Pflanzenkrankheiten • Die Aufklärung der Prinzipiender cross-kingdom Kommunikation in Pflanzen-Mikroben-Interaktionen • Die Bewertung der Routen von exRNAs in derPflanzen-Mikroben-Kommunikation zwischen interagierendenOrganismen • Die Aufklärung der wichtigsten Transaktionsfaktoren,die am Transport von exRNAs beteiligt sind. Das Konsortium vereintExperten mit Wissen und Schlüsselpublikationen auf dem Gebiet dernichtcodierenden RNAs, des RNA-Transports, der RNA-Protein-Interaktion, der RNA-vermittelten Cross-Kingdom-Kommunikation, derVesikelbiologie und des RNA-basierten Pflanzenschutzes, darunterPflanzenpathologen, Mykologen, Botaniker, Zellbiologen undBiochemiker. Wir gehen davon aus, dass die in diesem Konsortiumgewonnenen Erkenntnisse in Zukunft zur Verbesserungagronomischer RNA-Anwendungen genutzt werden können, etwadurch Einsatz neuartiger Formulierungen, RNA-Typen, RNAbindendenProteinen sowie der Nutzung von artifiziellenMembranvesikeln zur RNA Applikation.

• DFG-Verfahren: Forschungsgruppen

Projekte

• Bioinformatische Methoden zur Analyse der mutualistischen RNA-Kommunikation (Antragsteller Goesmann, Alexander )
• Die Rolle pilzlicher Argonauten und anderer RNA-bindende Proteine für die RNA-basierte Kommunikation von Botrytis cinerea mit Wirtspflanzen (Antragsteller Weiberg, Arne )
• Die Rolle von bakteriellen extrazellulären RNAs bei Infektionen von Pflanzen mit Xylella (Antragstellerin Robatzek, Silke )
• Extrazelluläre RNAs bei vaskulären Welkekrankheiten (Antragstellerin Kehr, Julia )
• Koordinationsfonds (Antragsteller Kogel, Karl-Heinz )
• RNA-basierte Kommunikation in einer mutualistischen Wirt-Mikrobe Interaktion (Antragsteller Kogel, Karl-Heinz )
• RNA-Transfer zwischen Reichen des Lebens in der Gerste-Mehltau-Interaktion (Antragsteller Panstruga, Ralph )
• Vergleichende Analyse des "cross kingdom RNA Transfers" in Brandpilz/Pflanze Pathosystemen (Antragsteller Feldbrügge, Michael )
• Vesikel-vermittelter RNA-Transfer: von Faktoren und Mechanismen zu Funktionen (Antragsteller Schäfer, Patrick )

• Sprecherin: Professorin Dr. Julia Kehr, seit 2/2024