Konvergenz der Gerstemehltau AVRA Virulenzfunktionen

• Antragstellerin: Isabel Marie-Luise Saur, Ph.D.
• Fachliche Zuordnung: Organismische Interaktionen, chemische Ökologie und Mikrobiome pflanzlicher Systeme
• Förderung: Förderung seit 2020
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 444847662

Pathogene Pilze stellen eine ernsthafte Bedrohung für die landwirtschaftliche Produktivität dar. Der Blumeria graminis forma specialis hordei (Bgh) Pilz ist der Erreger des echten Gerstemehltaus. In diesem Projekt werden die molekularen Mechanismen untersucht, die der Entwicklung von Mehltau auf Gerste (Hordeum vulgare) zugrunde liegen. Dabei kommen neuartige, hochempfindliche, molekular-biochemische Techniken zum Einsatz um bisherige Hürden in diesem Feld zu überwinden. Die Ergebnisse werden unsere Fähigkeit erweitern, Pflanzenkrankheiten auf rationale, vorhersehbare und nachhaltige Weise zu bekämpfen. Die langfristigen Auswirkungen der Technologie werden neue Pflanzensorten sein, die weniger anfällig für Krankheitserreger sind. Solche neuen Sorten bieten eine Alternative zur chemischen Kontrolle von Pilzkrankheiten, sind für die Erzeuger produktiver und haben somit sowohl wirtschaftliche und wie auch soziale Vorteile.Pilzpathogene tragen Hunderte von Virulenzfaktoren, die während der Infektion des Wirts vom Pilz abgesondert werden. Virulenzfaktoren erleichtern die Proliferation eines Erregers auf dem Wirt und führen letztendlich zur Krankheitsentwicklung und zur Ausbreitung des Erregers. Bisher ist unklar, ob alle im Bgh-Genom annotierten, kleinen, sekretierten Proteine tatsächlich als Virulenzfaktoren agieren. Und obwohl ein Verständnis der molekularen Mechanismen, die von Bgh-Virulenzfaktoren angewendet werden, entscheidend ist, um die Entwicklung der Gerstenmehltaukrankheit zu verstehen, sind diese Mechanismen bislang weitgehend unbekannt. In diesem Projekt wird die Virulenzfunktion mehrerer Bgh Avirulenz (AVRA) Proteine untersucht, welche vor kurzem isoliert wurden. AVRA Proteine von Bgh werden in Gerste von ‚Nucleotide-Binding Oligomerization Domain'-ähnlichen Rezeptoren (NLRs) des 'Mildew locus A' (Mla) erkannt. Basierend auf dem evolutionären Konzept, dass Wirt-NLRs entscheidende Pathogen-Virulenzfaktoren in der Wirtszelle erkennen, können AVRA Proteine als echte Virulenzfaktoren definiert werden. Daher ist die Charakterisierung der AVRA-Virulenzfunktion ein besonders vielversprechender Ansatz zum Verständnis der Bgh-Pathogenese. Da AVRs von nicht verwandten Pilzpathogenen auch von Mla NLRs oder ihren Orthologen in Weizen erkannt werden, besteht das Potenzial, hier Kernprozesse zu identifizieren, die nicht nur Bgh, sondern auch andere Pilzpathogene während der Wirzerkrankung manipulieren.

• DFG-Verfahren: Emmy Noether-Nachwuchsgruppen
• Großgeräte: Klimakammer
• Gerätegruppe: 4400 Pflanzenwuchskammern und -schränke, Klimaversuchsanlagen für Biologie und Medizin