RNA-Transfer zwischen Reichen des Lebens in der Gerste-Mehltau-Interaktion

• Antragsteller: Professor Dr. Ralph Panstruga
• Fachliche Zuordnung: Organismische Interaktionen, chemische Ökologie und Mikrobiome pflanzlicher Systeme ; Pflanzenzüchtung, Pflanzenpathologie
• Förderung: Förderung seit 2020
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 433194101

Mehltaupilze sind pilzliche (Ascomyceten) Phytopathogene die ein breites Spektrum an bedecktsamigen Pflanzen infizieren können und substanzielle Schäden bei Ertrags- und Zierpflanzen anrichten können. Sie besitzen einen obligat biotrophen Lebensstil, was bedeutet, dass sie auf lebende Wirtspflanzen für Wachstum und Vermehrung angewiesen sind. Die Interaktion zwischen Gerste (Hordeum vulgare) und ihrem Mehltaupathogen, Blumeria graminis f.sp. hordei (Bgh) ist hochgradig co-evolviert, agronomisch bedeutend und auf phytopathologischer, genetischer, molekularer und zellulärer Ebene gut charakterisiert. Die vor Kurzem gemachte Entdeckung von kleinen RNAs (small RNAs, sRNAs) mit dem Potential zum Transfer zwischen den Reichen des Lebens in beiden Interaktionspartnern zeigt die faszinierende Möglichkeit auf, dass extrazelluläre sRNAs das Wechselspiel zwischen Pflanze und Mehltau beeinflussen. Hier schlagen wir ein Forschungsprogramm vor, dass die vermutete Rolle extrazellulärer sRNAs in der Gerste-Bgh und Arabidopsis thaliana-Golovinomyces orontii Interaktionen untersucht. Insbesondere möchten wir die sRNAs der einzelnen Interaktionspartner identifizieren und diese funktional im Kontext der Interaktion charakterisieren. Zudem möchten wir ergründen, ob extrazelluläre Vesikel den angenommenen gegenseitigen Austausch extrazellulärer sRNAs vermitteln und darüber hinaus die potenzielle Rolle der häufigen Bgh RNase-artigen Effektorproteine (RALPHs genannt) dabei analysieren. Unsere Studien werden zeigen, ob und in welchem Ausmaß extrazelluläre sRNAs eine Rolle in der Interaktion zwischen einer Ertragspflanze und einem obligat biotrophen Pathogen spielen und ob Ziele der sRNAs in Wirt und Mikrobe im Vergleich zu anderen Pathosystemen, die in unserer Forschergruppe untersucht werden, konserviert sind.

• DFG-Verfahren: Forschungsgruppen
• Teilprojekt zu: FOR 5116: Kommunikation in der Wirtspflanzen-Mikroben-Interaktion durch exRNA: ein systemanalytischer Ansatz zur Erforschung der molekularen Mechanismen und der agronomischen Anwendung